programa actualizado 2016 · se organizan en diferentes estructuras o unidades de cambio conceptual...

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO ESCUELA NACIONAL COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES

PLANTEL SUR ACADEMIA CIENCIAS EXPERIMENTALES

GUÍA PARA EXAMEN EXTRAORDINARIO BIOLOGÍA I

Programa actualizado 2016

Coordinadoras: Sandra Saitz Ceballos María Guadalupe Valencia Mejía. Integrantes:

Ana Leticia Cuevas Escudero. Juan Manuel García Maldonado. Enriqueta González Cervantes. José Francisco González Uribe. María del Carmen Gutiérrez Coutiño. Oscar Enrique de la Loza Álvarez. Sara Noemí Morales Durán. Guillermina Murguía Sánchez Miguel Ángel Solís Yáñez. Victoria Ortega Rangel. Silvia Toro Badillo. Jesús Israel Villavisencio Luis.

Mayo 2018



A) Índice

A) Introducción 1

B) Instrucciones 2

C) Presentación de cada unidad, indicando los conceptos clave 3

Unidad I ¿Por qué la Biología es una ciencia y cuál es su

objeto de estudio?

D) Sugerencias de Actividades de aprendizaje teórico-prácticas

Unidad II ¿Cuál es la unidad estructural, funcional y evolutiva

de los sistemas biológicos?


Unidad III ¿Cómo se transmiten los caracteres hereditarios y

se modifica la información genética?


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E) Formas de autoevaluación o verificación del Aprendizaje de las unidades

F) Bibliografía Básica y Complementaria

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B) Instrucciones

La presente guía tiene como propósito orientarte en tu estudio para presentar con

éxito el examen extraordinario de Biología I del programa actualizado 2017.

En la guía encontrarás los propósitos del curso de Biología I y conforme al programa

de estudio vigente, una presentación de cada unidad, el desarrollo de la temática,

un conjunto de actividades de aprendizaje y un instrumento de autoevaluación con

sus respuestas para que verifiques tus aprendizajes y te familiarices con la forma

en que serán evaluados tus conocimientos el examen extraordinario de la

asignatura.

Con objeto de que dispongas de apoyos para tu estudio, la guía te informa sobre

los libros que puedes consultar para estudiar cada tema del programa de la

asignatura. Esta bibliografía puede ser complementada y ampliada con libros que

tú ya tengas o hayas utilizado con anterioridad al estudiar esta asignatura.

Te sugerimos leer cuidadosamente la guía, subraya con color (rojo) las palabras

que no comprendas y búscalas en el diccionario, en cada tema subraya de color

(azul) las palabras clave del tema y con ellas realiza un resumen, mapa conceptual

o una red conceptual, o inclusive un acordeón donde al sintetizar los contenidos

puedas estudiar (no te sugerimos utilizarlo en el examen), realiza las actividades de

aprendizaje y resuelve las autoevaluaciones. Cualquier duda recuerda que existen

apoyos de asesorías o consulta con algún profesor para resolverlas.

Resolver correctamente las autoevaluaciones te permitirá constatar tus avances

académicos, pero no garantiza que automáticamente apruebes tu examen, ya que

los contenidos específicos y la forma de los reactivos varían de un examen a otro.



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C) Presentación de cada unidad, indicando los conceptos clave

El programa de Biología consta de tres unidades: Contenidos temáticos Biología I

Unidad Nombre de la unidad Horas

1 ¿Por qué la Biología es una ciencia y cuál es su objeto de estudio?

10

2 ¿Cuál es la unidad estructural, funcional y evolutiva de los sistemas biológicos?

35

3 ¿Cómo se transmiten los caracteres hereditarios y se modifica la información genética?

35

1. ¿Por qué la Biología es una ciencia y cuál es su objeto de estudio?

Conceptos Clave Biología, ciencia, deducción, historia natural, inducción, métodos, programa de investigación, teoría, células, código genético, DNA, evolución, mecanismo, niveles de organización, organicismo, selección natural, vida, vitalismo, causas próximas, causas últimas.

Contenidos Temáticos 1. Panorama actual del estudio de la biología

● Bases de la biología como ciencia. 2. Objeto de estudio de la biología

● Características generales de los sistemas biológicos. ● Niveles de organización.



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2. ¿Cuál es la unidad estructural, funcional y evolutiva de los sistemas biológicos?

Conceptos clave Adaptación, azar, célula, código.genético, continuidad, diversidad, DNA,fenotipo, genes, genotipo, interacción, mutación, necesidad, selección natural, unidad, Colágena, diferenciación, matriz extracelular, óvulo, proteínas de adhesión, tejidos, uniones adhesivas, uniones con hendidura, uniones estrechas Conjugación, dioicas, diploide, espermatozoide, fisión binaria, gemación, óvulo, partenogénesis, reproducción, reproducción asexual, reproducción sexual, sexo, gameto.

Contenidos Temáticos 1. Teoría celular

● Construcción de la Teoría celular, sus principales aportaciones y postulados

2. Estructura y función celular

● Moléculas presentes en las células: carbohidratos o glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.

● Estructuras de las células procariota y eucariota. ● La célula y su entorno. ● Forma y movimiento. ● Transformación de energía. ● Flujo de información genética.

3. Continuidad de la célula

● Ciclo celular: mitosis

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3. ¿Cómo se transmiten los caracteres hereditarios y se modifica la información genética? Conceptos clave Cromatina, cromosoma, cariotipo, haploide, diploide, gen, alelo, genoma, homocigoto, heterocigoto, espermatogénesis, ovogénesis, Leyes de Mendel, herencia no mendeliana, herencia ligada al sexo, mutación, nucleoide, replicación, RNA, RNA polimerasa, timina, traducción, transcripción. Biotecnología, células troncales, cigoto, clonación, DNA recombinante, embrión, enzima de restricción, gen, genoma, genómica, liposomas, organismos transgénicos, plásmidos, terapia génica

Contenidos Temáticos 1. Reproducción

● Meiosis y gametogénesis. ● Nivel individuo.

2. Herencia

● Herencia mendeliana. ● Variantes de la herencia mendeliana. ● Teoría cromosómica de la herencia. ● Mutación y cambio genético. ● Manipulación del DNA.



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1. Panorama actual del estudio de la biología

Unidad 1. ¿Por qué la biología es una ciencia y cuál es su objeto de estudio?

Propósitos: Al finalizar, el alumno:

● Reconocerá que la biología es una ciencia en constante desarrollo, a través del estudio de los sistemas biológicos para que le permitan comprender su dinámica y cambio.

● Interprete que la Biología es una ciencia que emplea métodos, entre ellos, el científico experimental para construir conocimiento.

APRENDIZAJES:

● Identifica a la Teoría celular y la Teoría de la evolución por selección natural como modelos unificadores que proporcionaron las bases científicas de la biología moderna.

● Aplica habilidades para recopilar, organizar, analizar y sintetizar la información proveniente de diferentes fuentes confiables, que coadyuven en la comprensión de la biología como ciencia.

● Desarrolla destrezas y habilidades propias de los métodos de estudio de la Biología.

● Interactúa de manera propositiva y proactiva con otros compañeros. ● Muestra actitudes favorables hacia la ciencia y sus aplicaciones. ● Desarrolla hábitos, técnicas de estudio y administración del tiempo.

Tema 1. Panorama actual del estudio de la Biología: Bases de la Biología como ciencia. Elaborada por: Sandra Saitz Ceballos. Desarrollo del tema:

La Ciencia, (en latín scientia, de scire, que significa “conocer”) es una actividad humana que se aboca a comprender y explicar el mundo que nos rodea, es decir, es al mismo tiempo una actividad y un cuerpo de conocimientos que está en permanente desarrollo por la comunidad. La ciencia busca la organización sistemática del conocimiento acerca del mundo, pretende formular teorías que expliquen las relaciones que existen entre diferentes clases de fenómenos y procura explicar por qué los hechos



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ocurren de cierta manera y bajo ciertas condiciones. Puede reelaborar problemas antiguos, pero una de sus intenciones es generar conocimiento nuevo acerca del universo.

Los filósofos de la ciencia, actualmente, consideran que las explicaciones científicas se organizan en diferentes estructuras o unidades de cambio conceptual y metodológico. Karl Popper (1902-1994) habla del cambio de teorías individuales consideraba que las teorías sólo eran verdades históricas, es decir, tienen una validez histórica que está determinada por el desarrollo de la ciencia; Thomas Kuhn (1922-1996) considera el aspecto sociológico e introduce el concepto de paradigma que constituye un cuerpo de conocimientos teóricos y metodológicos que son reconocidos durante cierto tiempo, como modelo de problemas y soluciones de una sociedad científica determinada. El cambio de paradigma, de acuerdo con Kuhn, genera una revolución científica, ya que implica que los científicos cambien sus concepciones, el modelo teórico y metodológico con base en el cual abordan sus problemas y su estructura de pensamiento; para Imre Lakatos (1922-1974) la ciencia se desarrolla a partir del avance o retroceso de grandes programas de investigación. Estas estructuras teóricas y metodológicas definen los objetos de estudio y las estrategias mediante las cuales puede abordarse su estudio. De este modo, no son enunciados simples sino conjuntos de teorías que abordan un cierto tipo de problema científico. La Biología es una ciencia antigua desde el punto de vista de sus comienzos, pero joven desde el punto de vista de los continuos descubrimientos. Desde un principio los seres humanos nos hemos interesado por las innumerables manifestaciones de la naturaleza de la naturaleza. Nos ha impresionado la increíble diversidad de organismos que habitan nuestro mundo. A lo largo de nuestra historia nos hemos relacionado de muy diversas formas con los seres vivos que nos rodean y los hemos percibido en función de distintos campos de referencia. Los pueblos de la prehistoria creían que existían espíritus residentes en montañas, ríos, árboles, animales y personas que daban las cualidades a la vida. Este concepto fue denominado animista. Desde el año 580 a.n.e (antes de nuestra era) comenzó la búsqueda de nuevas explicaciones sobre la naturaleza Algunos griegos construyeron teorías de manera racional, Galeno el primer fisiólogo experimental su estudio se fundamentó básicamente en nervios y vasos en animales, de igual manera que la anatomía humana con cadáveres de monos y cerdos hizo esto pensando en un paralelismo entre estos animales y el hombre, provocando que aparecieran errores importantes en sus conclusiones. Galeno nació en Pérgamo en el año 130 de nuestra era, integró los conocimientos de la tradición clásica griega enfocando su interés en Hipócrates, considerado como el eje conductor de la medicina del pasado, para dar forma a un modelo enciclopédico, y que se denomina la etapa de la Historia Natural.



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El descubrimiento de América plantea conocer los nuevos territorios y sus recursos, para explotarlos, por lo que los naturalistas e investigadores como Alexander Von Humboldt estudiaron la interacción de los seres vivos y su ambiente físico y cómo esta relación se ve afectada por la geografía. En el Siglo XVI surge la Corriente del vitalismo que plantea que la capacidad de realizar funciones no podía llevarse a cabo fuera del organismo vivo debido a que contenían “fuerza vital” proceso mediante el cual las especies cambian a través del tiempo para dar origen a nuevas especies. Pero, además, comienzan a realizarse estudios detallados de todos los seres vivos. Vesalio estudió la estructura y función de los órganos de los animales especialmente en el hombre. Mencionaba que la confianza en trabajos anteriores debía ser limitada, centrándose en las experiencias personales. En el siglo XVII se descubre el microscopio y la biología sufre un avance importante. Malpighi y Leeuwenhoek estudian la estructura de los tejidos, se observan las bacterias, protozoos y espermatozoides. En el Siglo XVII con René Descartes (1596-1650) surge la Corriente del Mecanicismo en oposición vitalismo; la cual planteaba que la vida era algo muy especial pero no radicalmente distinta de los sistemas no vivos. En el siglo XIX, los científicos Lamarck y Treviranus (1744-1829) propusieron el nombre de biología por primera vez a lo que anteriormente se le conocía como Historia natural. En ese tiempo la biología tenía un enfoque descriptivo, como por ejemplo las descripciones de las plantas, los seres humanos y algunos pequeños organismos de los que no se sabía mucho por la falta de desarrollo. Entre los diversos estudios de esta época surgieron dos grandes teorías que son mantenidas hasta nuestros días; la teoría celular y la teoría evolutiva. La teoría celular dice que la célula es la unidad estructural de todos los seres vivos, es decir que todo ser está formado por células ya sea desde un organismo unicelular o pluricelular; en tanto a la teoría de la evolución, establece que los seres no surgen de la nada, es decir, que tienen un origen común además de que este origen va cambiando con el paso del tiempo. En 1859 la teoría del origen de las especies. Con la aparición de la obra “El origen de las especies” del naturalista británico Charles Darwin, la idea de la evolución se estableció definitivamente. La teoría de la evolución indica que los seres vivos tienen el mismo origen, y van cambiando con el tiempo. Darwin y Alfred Wallace hicieron una revolución del pensamiento de la época. En este siglo inician las bases de la genética con los trabajos del monje austriaco Gregor J. Mendel (1822-1884) que en su momento fueron ignorados, pero más tarde serían redescubiertos por De Vries. Más tarde surgieron más investigadores como Robert Koch (1843-1910), llamado padre de la bacteriología, gracias a él hubo rápidos avances de descubrimientos se



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descubrieron múltiples microbios, entre ellos las bacterias, los hongos y los virus. Joseph Lister fue el primero en descubrir que el fenol era capaz de actuar como antiséptico, y Louis Pasteur (1822-1895), y que gracias a ellos se realizaron estudios bastante complejos sobre las bacterias, virus y organismos patógenos que más tarde se pudo combatir muchas enfermedades como la tuberculosis. A finales del siglo XIX empezando el siglo XX es donde surgen los mayores avances gracias a la invención y descubrimiento de microscopios cada vez más potentes que a su vez, con ellos se dio un enorme avance en el estudio de nuevos métodos de implementación de químicos desde el punto de vista celular y molecular. El español Ramón Cajal realizó descubrimientos sobre las células nerviosas, se descubrió que el ADN está formado por una cantidad innumerable de diferentes secuencias de sólo cuatro tipos de bases nitrogenadas. En 1924 Alexander I. Oparin da a conocer su teoría sobre el origen abiótico de la vida, a partir de la materia orgánica del medio acuático y por la acción de diversas fuentes de energía. En 1928 Alexander Fleming descubre accidentalmente la penicilina. En 1937 avances tecnológicos lograron grandes avances en la biología, Hans Krebs determina “el ciclo de Krebs”. En ese mismo año, Ernst Ruska, Max Knoll, James Hillier construyeron los primeros microscopios electrónicos. En 1941 George W. Beadle y Edward L. Tatum descubren que un gen daba instrucciones para la producción de una determinada enzima. En 1951 Mauriss Wilkins y Rosalind Franklin aplican la técnica de difracción de rayos X para fotografiar la estructura del ADN. El 25 de abril, 1953, Francis H. Comptom Crick y James D. Watson publicaron la estructura en doble hélice para el ADN. Con el propósito de conocer todos los genes del cuerpo humano en el año 1980, inicia el proyecto “genoma humano”. El 12 de abril, 1995 Jonas Salk descubrió la vacuna contra la poliomielitis. En el año 1996 en el instituto Roslin nació Dolly, la primera oveja clonada a partir de una célula somática, nació el 5 de julio, hace más de 20 años, a las afueras de Edimburgo. En 2003 terminación exitosa del proyecto genoma humano, enseñando las bases de la secuencia de ADN. Ahora vivimos en un mundo que hasta hace un siglo se pensaba imposible o propio de la ciencia ficción; la clonación, el proyecto genoma humano, los organismos transgénicos y la terapia génica, entre otros, son ejemplos del gran impacto que la biología tiene en la sociedad, que la han transformado en una de las ciencias más importantes del siglo XXI.



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1. Contesta el siguiente cuestionario

a) ¿Cuáles son los propósitos de la ciencia? b) ¿Cuáles son las diferencias entre una teoría, un paradigma y un programa

de investigación? c) ¿Por qué se dice que el método deductivo es el que más se acerca a la

forma en la que trabajan los científicos? d) ¿Por qué se dice que las teorías tienen una validez histórica? e) ¿La ciencia es socialmente neutra?

2. Construye un mapa conceptual utilizando los términos fundamentales. 3. Completa el siguiente cuadro.

Corriente de Pensamiento

Época en la que surgió Planteamiento

Animista

Vitalismo

Mecanicismo

Organicismo



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● Relacione las evidencias que fundamentan la Teoría celular y el reconocimiento de la célula como unidad estructural y funcional de los sistemas biológicos

● Reconocerá que la biología es una ciencia en constante desarrollo, a través del estudio de los sistemas biológicos para que le permitan comprender su dinámica y cambio.

APRENDIZAJES:

● Aplica habilidades para recopilar, organizar, analizar y sintetizar la información proveniente de diferentes fuentes confiables, que coadyuven en la comprensión de la biología como ciencia.



Tema 2. Objeto de estudio de la Biología: Características generales de los sistemas biológicos.

Elaborado por: Enriqueta González Cervantes Desarrollo del tema: En el planeta, habitan una diversidad de organismos que comparten características comunes que los distingue de la materia inanimada. Los seres vivos son sistemas ordenados jerárquicamente, con numerosas propiedades; sus actividades, su desarrollo y su comportamiento están gobernadas por programas genéticos que contienen información adquirida a lo largo del tiempo. Los organismos son producto de 3500 millones de años de evolución y están compuestos del mismo tipo de elementos y presentan procesos comunes a todas las formas de vida.

2. Objeto de estudio de la biología



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Entre los procesos que presentan se encuentran el crecimiento, desarrollo, metabolismo, respuesta a estímulos, reproducción y adaptación a cambios ambientales. Se ha establecido que están compuestos de células cuyo funcionamiento se basa en una bioquímica común que a nivel molecular obedece a leyes físicas y químicas. Características específicas de los sistemas vivos:

Poseen un genotipo y fenotipo, el genotipo incluye la información genética de un individuo y el fenotipo, la totalidad de las características, resultado de la interacción del genotipo con el ambiente.

Están formados por moléculas que no existen en la materia no viva; ácidos nucleicos, proteínas carbohidratos y lípidos son responsables del desarrollo y funcionamiento de los organismos.

Son sistemas complejos y ordenados que se caracterizan por poseer muchos tipos de mecanismos de control y regulación que mantienen su funcionamiento.

Obtienen y usan materiales y energía de su ambiente y eliminan los productos de desechos de su metabolismo.

Se adaptan como resultado de los procesos de selección natural.

Se reproducen y presentan un ciclo de vida.

Capacidades que presentan los sistemas vivos: Capacidad de evolucionar como resultado la formación de nuevas especies, a partir de antepasados Los sistemas vivos se caracterizan por la aparición de variaciones, que por diferentes mecanismos, por ejemplo las mutaciones entre otras, dan comunes. Capacidad de autorreplicarse Consiste en la capacidad de reproducirse por sí mismo. Existe una diversidad de formas de reproducción entre los seres vivos. Los procariontes tienen un tipo de reproducción asexual llamada fisión binaria. Los organismos que se reproducen sexualmente requieren de la unión de dos gametos para formar una entidad producto del intercambio genético de ambos progenitores. Capacidad de crecer El crecimiento biológico es el aumento en el número y tamaño de células individuales de los organismos.



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Capacidad de metabolizar Se refiere al conjunto de reacciones químicas y transformaciones de energía que involucra las síntesis y degradación de moléculas. Capacidad de autorregularse Los organismos tienen la capacidad de regular su medio interno para mantener condiciones estables por mecanismos de regulación de forma continua (homeostasis) Capacidad de responder a estímulos del ambiente. Los organismos, mediante receptores, presentan la capacidad de reaccionar a los diferentes estímulos físicos como: luz, temperatura, salinidad, humedad entre otros; químicos para detectar la presencia de otros individuos de su especie o diferentes especies; auditivos para reconocer a otros individuos de su especie o diferentes especies. Capacidad de cambio Los organismos presentan variaciones en el fenotipo y el genotipo. La diversidad de organismos es producto de miles de años, existen un millón y medio de especies descritas que representa el 5% de especies que habitan el planeta.

D) Sugerencias de Actividades de aprendizaje teórico-prácticas.

Observa el siguiente video titulado características de los seres vivos. https://www.youtube.com/watch?v=4lJs75aRNC8 Define los siguientes conceptos: Sistema vivo, Célula, Genotipo, Fenotipo, Ambiente, Regulación Metabolismo, Adaptación, Ciclo de vida, Autorreplicación, Homeostasis.

https://www.youtube.com/watch?v=4lJs75aRNC8



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Propósitos: Al finalizar, el alumno: ● Reconozca que la biología estudia a los sistemas biológicos. ● Reconocerá que la biología es una ciencia en constante desarrollo, a través

del estudio de los sistemas biológicos para que le permitan comprender su dinámica y cambio.

APRENDIZAJES: ● Identifica los niveles de organización de los sistemas biológicos. ● Aplica habilidades para recopilar, organizar, analizar y sintetizar la

información proveniente de diferentes fuentes confiables, que coadyuven en la comprensión de la biología como ciencia.



Tema 2. Objeto de estudio de la Biología: Niveles de organización

Elaborado por: Enriqueta González Cervantes y Jesús Israel Villaviscencio Luis

Desarrollo del tema:

NIVELES DE ORGANIZACIÓN.

La materia se encuentra organizada en diferentes estructuras, desde las más pequeñas hasta las más grandes, desde las más complejas hasta las más simples. Esta organización determina niveles que facilitan la comprensión de nuestro objeto de estudio: la vida. Cada nivel de organización incluye a los niveles inferiores y constituye, a su vez, los niveles superiores. Y lo que es más importante, cada nivel se caracteriza por poseer propiedades que emergen en ese nivel y no existen en el anterior: las propiedades emergentes. Así, una molécula de agua tiene propiedades diferentes de la suma de las propiedades de sus átomos constitutivos -hidrógeno y oxígeno-. De la misma manera, una célula cualquiera tiene propiedades diferentes de las de sus moléculas constitutivas, y

2. Objeto de estudio de la biología



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un organismo multicelular dado, tiene propiedades nuevas y diferentes a las de sus células. De todas las propiedades emergentes, sin duda, la más maravillosa es la que surge en el nivel de una célula individual, y es nada menos que la vida. La interacción entre los componentes de un nivel de organización determina sus propiedades. Así, desde el primer nivel de organización con el cual los biólogos habitualmente se relacionan, el nivel subatómico hasta el nivel de la biosfera, se producen interacciones permanentes. El análisis de las jerarquías en la organización de la materia viva nos permite reconocer una serie de características:

A) Cada nivel de organización incluye menos unidades que el nivel inferior. Es decir: existen menos comunidades que poblaciones, menos poblaciones que especies, etc.

B) Cada nivel posee una estructura más compleja que los niveles inferiores. Un nivel determinado es la combinación de las complejidades de los niveles inferiores, además de una complejidad que le es propia (propiedades emergentes).

C) Cada nivel requiere de un aporte de energía mucho menor que el nivel inferior.

En cualquier nivel de jerarquía, el paso de un nivel al siguiente requiere un aporte de energía. BIOSFERA

Todos los organismos que habitan la Tierra constituyen la biosfera. La biosfera es la parte de la Tierra en la que existe vida; es sólo una delgada película de la superficie de nuestro planeta. La Tierra es el único planeta conocido en el que hay vida. BIOMAS La superficie de la Tierra se puede dividir en diferentes biomas. Los biomas son áreas geográficas que se diferencian por su vegetación característica. Uno de los biomas de la Tierra es la sabana. ECOSISTEMAS Los distintos componentes de cada bioma se encuentran en permanente interacción; analizándolo desde este punto de vista, constituyen un ecosistema. Los ecosistemas están formados por componentes bióticos y abióticos que interactúan entre sí. A través de esos componentes fluye la energía proveniente del Sol y circulan los materiales. Dentro de un ecosistema hay niveles tróficos. COMUNIDADES Los ecosistemas están formados por comunidades. Las comunidades están constituidas por los componentes bióticos de un ecosistema. En términos ecológicos, las comunidades incluyen a todas las poblaciones que habitan un



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ambiente común y que interactúan entre sí. Estas interacciones son las fuerzas principales de la selección natural. POBLACIONES Las comunidades están formadas por poblaciones. Las poblaciones son grupos de organismos de la misma especie que se cruzan entre sí y que conviven en el espacio y en el tiempo. El conocimiento de la dinámica de poblaciones es esencial para los estudios de las diversas interacciones entre los grupos de organismos. INDIVIDUOS Las poblaciones están formadas por individuos. Los individuos multicelulares pueden alcanzar el nivel de organización de tejidos, de órganos o de sistemas de órganos. Están formados por grupos de estructuras que trabajan en forma coordinada. SISTEMA DE ÓRGANOS Los individuos multicelulares están formados por sistemas de órganos. Los sistemas de órganos trabajan en forma integrada y desempeñan una función particular. Los sistemas de órganos, en conjunto, forman el organismo completo, que interactúa con el ambiente externo. Sin embargo, no todos los organismos multicelulares alcanzan el nivel de organización de sistemas de órganos o de órganos. Uno de los sistemas de órganos presentes en el ciervo, es el sistema circulatorio. ÓRGANOS Los sistemas de órganos están constituidos por órganos particulares. Los órganos tienen una estructura tal que les permite realizar diversas funciones en forma integrada. Estas funciones contribuyen al funcionamiento del sistema y del organismo completo. Uno de los órganos del sistema circulatorio del ciervo es el corazón. TEJIDOS Los órganos están formados por distintos tipos de tejidos. Los tejidos se encuentran unidos estructuralmente y funcionan de manera coordinada. Algunos organismos sólo alcanzan el nivel de organización de tejidos. Un tejido que forma parte del corazón es el tejido muscular, que bombea a otro tipo especial de tejido, llamado sangre. CÉLULAS Los tejidos están formados por células. La célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos. Muchos organismos son unicelulares. Las propiedades características de los sistemas vivos no emergen gradualmente a medida que aumenta el grado de organización. Aparecen súbita y específicamente en forma de una célula viva, algo que es más que sus átomos y moléculas constituyentes y que es diferente de ellos. Nadie sabe con exactitud cuándo o cómo comenzó su existencia este nuevo nivel de organización: la célula viva. Sin embargo, cada vez



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son más las evidencias en favor de la hipótesis que postula que las células vivas se autoensamblaron espontáneamente a partir de moléculas más simples. COMPLEJOS DE MACROMOLÉCULAS Las células contienen numerosos complejos macromoleculares. Las macromoléculas constituyen estructuras complejas tales como las membranas y las organelas. Algunas estructuras están presentes tanto en procariotas como en eucariotas, pero difieren en ambos tipos de organismos. Un complejo de macromoléculas que se encuentra en todas las células es la membrana plasmática. MACROMOLÉCULAS Las estructuras complejas macromoleculares están formadas por distintas macromoléculas. Las macromoléculas cumplen funciones esenciales en la célula. Algunas son componentes estructurales, otras cumplen funciones reguladoras y otras actúan como directoras de toda la actividad celular. Un tipo de macromolécula que se encuentra en todas las membranas plasmáticas es la glucoproteína. MOLÉCULAS Las macromoléculas pueden estar constituidas por moléculas semejantes o diferentes. Las moléculas son los componentes fundamentales de las células. Existen moléculas orgánicas e inorgánicas. En los seres vivos se encuentran una gran variedad de moléculas de estructura y función diversas. Una molécula que compone a todas las glucoproteínas es el aminoácido. ÁTOMOS Y PARTÍCULAS SUBATÓMICAS Las moléculas están constituidas por átomos. Los átomos son las partículas más pequeñas de un elemento –una sustancia que no puede ser desintegrada en otra sustancia por medios químicos ordinarios–. Los átomos están constituidos por partículas subatómicas. La búsqueda de partículas subatómicas es objeto de investigación permanente, lo que lleva a realizar otros nuevos descubrimientos que originan nuevas hipótesis, en un sinfín de preguntas y respuestas. Todos los aminoácidos están formados, por lo menos, por átomos de carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno.

D) Sugerencias de Actividades de aprendizaje teórico- prácticas.

Elabora un mapa conceptual ordenando los niveles de organización de los más

pequeños a los más grandes.



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Segunda Unidad. ¿Cuál es la unidad estructural y funcional de los sistemas biológicos?


● Identificará las estructuras y componentes celulares a través del análisis de la teoría celular para que reconozca a la célula como la unidad estructural y funcional de los sistemas biológicos.

APRENDIZAJES:

Reconoce que la formulación de la Teoría celular es producto de un proceso de investigación científica y del desarrollo de la microscopía.

Aplica habilidades para recopilar, organizar, analizar y sintetizar la información proveniente de diferentes fuentes confiables que coadyuven en la comprensión de la biología como ciencia.

Interactúa de manera propositiva y proactiva con otros compañeros Muestra actitudes favorables hacia la ciencia y sus productos. Desarrolla hábitos y técnicas de estudio y administra su tiempo. Aplica habilidades, actitudes y valores en la realización de investigaciones

escolares, sobre alguno de los temas o situación cotidiana relacionada con los contenidos del curso.

Tema 1. Teoría Celular. Construcción de la Teoría celular, sus principales aportaciones y postulados. Elaborado por: José Francisco González Uribe


Las células fueron vistas y descritas por primera vez en el siglo XVII. Antonie Van Leeuwenhoek (1663) investigo los más variados objetos con ayuda de unos pequeños microscopios que el mismo construyó. Leeuwenhoek, describió diferentes tipos de células como el espermatozoide, las bacterias y los protozoarios. Posteriormente en 1665 Robert Hooke publicó los resultados de sus observaciones sobre tejidos vegetales, como el corcho, Este investigador fue el primero que, al ver

1. Teoría celular



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en esos tejidos unidades que se repetían a modo de celdillas de un panal, las bautizó como elementos de repetición, «células» (del latín cellulae, celdillas). Pero Hooke sólo pudo observar células muertas por lo que no pudo describir las estructuras de su interior.

Dibujo de la estructura del corcho observado por Robert Hooke bajo su microscopio y tal como aparece publicado en Micrographia.

Sin embargo, el avance del estudio de la célula se vio estancado por mucho tiempo. En el siglo XIX se disponía ya de microscopios con una óptica más avanzada, lo que permitió a los investigadores estudiar a la célula con mayor detalle. En 1830 Theodor Schwann observó diversa células animales y Matthias Schleiden estudio a las vegetales, ambos investigadores afirmaron que las células son las unidades elementales en la formación de las plantas y animales, y que son la base fundamental del proceso vital. En resumen, los postulados de la teoría celular son:

1) La célula es una unidad morfológica de todo ser vivo: es decir, que todos los seres vivos están formados por células.

2) las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células, y son controladas por sustancias que ellas secretan. En una célula ocurren todas las funciones vitales, de manera que basta una sola de ellas para tener un ser vivo. Así pues, la célula es la unidad fisiológica de los seres vivos.

3) Toda célula deriva de una célula precedente. Este último postulado fue propuesto por Rudolf Virchow en 1850

La teoría celular, basada en la tesis de que las células eran las unidades básicas

del organismo, abrió una vía de investigaciones experimentales, primero en Italia y

después en Francia e Inglaterra, sobre los mecanismos de la diversidad celular, su

reproducción y el desarrollo de los organismos. Para establecer dicha teoría fue

imprescindible el desarrollo de la microscopia y la invención de técnicas de tinción,

además del diseño de los instrumentos de corte, que revelaron la existencia de un

mundo completamente desconocido para esa época.

http://es.wikipedia.org/wiki/Matthias_Schleiden



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La comprensión sobre la naturaleza de la vida a nivel celular llegó lentamente. En

1665, el inglés Robert Hooke, descubrió las células por primera vez. Acuño el

término de “célula” para denominar a las estructuras que las células dejan al morir

y que hoy conocemos como pared celular. Sin duda, la presencia de la pared celular

facilitó las observaciones sobre la estructura celular de los tejidos vegetales y

animales a través del microscopio. En dichas observaciones destaca el italiano

Marcelo Malpighi, quién llamará “túbulos” a los vasos sanguíneos y “sáculos” a las

células.

Hasta ese momento, Schleiden y Schwann no habían logrado identificar el proceso

por el cual se originaban las células, Tuvo que transcurrir otra década para que el

fisiólogo Rudolf Virchow, en 1855, mostrara sus estudios sobre el desarrollo y

reproducción de la célula. Propuso que toda célula deriva de otra célula, lo que

sugirió la existencia de una continuidad de generaciones celulares que se remonta

al origen de la vida.



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D) Sugerencias de Actividades de aprendizaje teórico-prácticas.

1). Completa la siguiente tabla con las aportaciones al desarrollo de la teoría celular

por los investigadores que se mencionan.

Investigador Imagen que observó Aportaciones

Antonie van Leeuwenhoek

1660

Robert Hooke

1665

Marcelo Malpighi

1680

Robert Brown

1831

Matthias Schleiden

1838

Theodor Schwann

1839

Rudolf Virchow

1855



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Propósitos: Al finalizar, el alumno: Identificará las estructuras y componentes celulares a través del análisis de la teoría celular para que reconozca a la célula como la unidad estructural y funcional de los sistemas biológicos

APRENDIZAJES:

● Identifica a las biomoléculas como componentes químicos de la célula. ● Aplica habilidades para recopilar, organizar, analizar y sintetizar la

información proveniente de diferentes fuentes confiables que coadyuven en la comprensión de la biología como ciencia.

● Interactúa de manera propositiva y proactiva con otros compañeros ● Muestra actitudes favorables hacia la ciencia y sus productos. ● Desarrolla hábitos y técnicas de estudio y administra su tiempo. ● Aplica habilidades, actitudes y valores en la realización de investigaciones


Estructura y función celular: Moléculas presentes en las células: carbohidratos o glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Elaborado por: Biol. Victoria Ortega Rangel


En el siglo XIX, dividieron las moléculas en orgánica o química de los organismos, e inorgánicas o la química de los objetos inanimados. Hoy simplemente se define a las moléculas orgánicas como aquellas que contienen átomos de carbono e hidrógeno.

En un tiempo se pensó que solo se encontraban en los seres vivos, pero también encontramos el carbono inorgánico en el diamante y el grafito.




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Los seres vivos estamos formados por moléculas de gran tamaño donde el componente constante es el CARBONO, en combinación aislada o conjunta con el hidrógeno, el nitrógeno y otros elementos.

A estas moléculas de gran tamaño se les llama BIOMOLÉCULAS o moléculas de la

vida. Son las que determinan las características estructurales y funcionales de los

organismos: CARBOHIDRATOS, LÍPIDOS, PROTEÍNAS y ÁCIDOS NUCLEICOS.

Los compuestos orgánicos son importantes porque:

Son constituyentes estructurales principales de las células y los tejidos.

Participan en reacciones metabólicas y las regulan.

Transmiten información.

Son fuente de energía para procesos biológicos.

CARBOHIDRATOS (glúcidos, sacáridos e hidratos de carbono)

Son compuestos orgánicos que contienen carbono, hidrógeno y oxígeno. Formados por 2 átomos de hidrógeno por cada carbono, conservando la misma proporción que las moléculas de agua, de donde se deriva su nombre (hidratos de carbono).

La fórmula química CH2O pero puesto que siempre hay más de dos átomos de C se modifica la fórmula como (CH2O). Grupos funcionales son los aldehídos, cetonas e hidroxilos.

Constituyen el 1% del cuerpo humano.

Es el combustible principal de la célula. Almacenan la energía química en sus

ligaduras C-H y se libera durante los procesos respiratorios intracelulares.

Son utilizados para producir energía debido a su pequeño tamaño molecular y al

proceso de difusión facilitada y transporte activo pueden atravesar fácilmente a

través de la membrana celular y producir energía útil (ATP). Si no se utilizan de

inmediato pueden salir y perderse; si se retienen contribuyen a que aumente la

presión osmótica de la célula. Para impedir esto se almacenan en forma de

moléculas grandes e insolubles como almidón (plantas) o glucógeno (en el hígado

de los animales y del hombre). Cuando la célula los requiere deben volver a

convertirse en carbohidratos solubles y pequeños. La célula resuelve el problema

de tener carbohidratos tanto almacenados como utilizables dentro de los límites de



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su membrana celular. Son solubles en agua y son productos elaborados durante el

proceso de la fotosíntesis.

Los azúcares se presentan en dos configuraciones: lineal y cíclica; esta última es posible por la presencia de grupos funcionales permiten la formación de la estructura cíclica y la unión entre los azúcares mediante el enlace glucosídico. Se clasifican de acuerdo al tamaño de las biomoléculas en: 1. Monosacáridos (azúcares simples)

Contienen por lo menos 3 átomos de C y pueden tener hasta 10, dependiendo del número de carbonos, son representados en forma de cadena abierta o formando anillos por lo que podemos encontrar:

· PENTOSAS (CH2O)5 o C5H10O5 = RIBOSA Y DESOXIRRIBOSA, desempeñan funciones muy importantes en la célula al formar parte del ADN y ARN.

· HEXOSAS (CH2O)6 o C6H12O6 = GLUCOSA, FRUCTOSA y GALACTOSA.

Glucosa: Produce energía debido a su pequeño tamaño molecular y al proceso de

transporte activo, pueden pasar fácilmente a través de la membrana celular. Si se

retienen contribuyen a aumentar la presión osmótica de la célula. Su concentración

en la sangre es de aproximadamente de .15%. Las neuronas la necesitan, ya que

si carecen de ella provoca convulsiones e inconsciencia y, quizás la muerte.

Es también el componente de la síntesis de otros tipos de compuestos, como

aminoácidos y ácidos grasos.

Los carbohidratos tienen un papel importante en la adhesión entre las células y el reconocimiento de moléculas como hormonas, anticuerpos y virus.

La Fructosa la encontramos en frutas.

La Galactosa es sintetizada por las glándulas mamarias.

2. DISACÁRIDOS

En la naturaleza los azúcares simples son raros; los de la remolacha, la miel, la

leche y otros alimentos constan de 2 moléculas de monosacáridos enlazados

químicamente.

La unión de estos azúcares simples se lleva a cabo por síntesis por deshidratación,

formándose el enlace glucosídico.

A su vez se dividen en:



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· SACAROSA (azúcar de mesa), formada por la unión de la Glucosa y Fructosa.

Se extrae de la caña o la remolacha.

Se hidroliza (rompe el disacárido) en el intestino delgado durante la digestión y produce unidades, estas atraviesan la pared intestinal, entran en el torrente sanguíneo y luego en las células.

afreirpimientos.files.wordpress.com/2012/06/inversic3b3n.gif

LACTOSA (azúcar de la leche), formada por la unión de la Glucosa y Galactosa Se le conoce como azúcar de leche, y se produce en los mamíferos

· MALTOSA formada por la unión de dos moléculas de glucosa. Es la materia prima para la producción de la cerveza. Al hidrolizarse se liberan 2 moléculas de glucosa que luego se fermentan para producir alcohol y CO2, ingredientes activos de la cerveza. Se le conoce como azúcar de malta y su fuente es el germen de cebada.

Nota: Los Oligosacáridos. Constan de dos a nueve monosacáridos y son de gran

importancia en el reconocimiento celular al estar unidos a lípidos y proteínas

formando el glucocálix o glicocálix, y pueden funcionar como antígenos

responsables de los grupos sanguíneos A, B, y O, procesos de fecundación y la

formación de tejidos y órganos

3. POLISACÁRIDOS

Son largas cadenas de moléculas de glucosa. Encontramos a:

ALMIDÓN. Es muy poco soluble, pero cuando se hidroliza, libera glucosa soluble y es utilizable.

Es el principal producto de almacén de muchos vegetales, la amilosa y amilopectina

son dos moléculas que constan en el almidón



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GLUCÓGENO. Se almacena en el hígado y cuando es requerido se descompone en glucosa y entra en la sangre, de donde es llevado a las células que lo requieren.

CELULOSA. Funciona como elemento estructural más que como reserva de combustible. Abunda en paredes celulares de vegetales donde su función es de sostén y protección. Solo los animales lo digieren.

QUITINA. Cubierta exterior (componente principal orgánico del exoesqueleto) de los insectos, crustáceos (cangrejos y langostas) y de la pared celular en hongos.

PEPTIDOGLUCANO. Polisacárido estructural de la pared celular en bacterias.

LÍPIDOS

Son compuestos de consistencia aceitosa, insolubles en agua y solubles en

compuestos orgánicos como el éter, cloroformo, alcohol, etc. se forman a partir de

los carbohidratos dentro de la célula.

Los ácidos grasos son moléculas formadas por una larga cadena hidrocarbonada

de tipo lineal, y por átomos de carbono. Tienen en un extremo de la cadena un grupo

carboxilo (-COOH) su fórmula general es CH3(CH2)n COOH

CLASIFICACIÓN

1. Grasas neutras o Lípidos simples (grasas y aceites)

Son la reserva energética y de protección de estructuras. Reciben el nombre de

glicéridos, y son los más abundantes de los seres vivos.

Un glicérido es la combinación de una molécula de Glicerina o Glicerol (es alcohol)

con un grupo hidroxilo unido al átomo de carbono de las 3 moléculas de ácidos

grasos formando así un TRIGLICÉRIDO. Su síntesis se lleva a cabo a través del

proceso de síntesis por deshidratación.

Los triglicéridos se dividen en grasas y aceites

Lípidos saturados (grasas) de origen animal, son sólidas a temperatura ambiente,

son ejemplos, el sebo, mantequilla, manteca, tocino, ácidos mirístico (14C);

palmítico (16C) y el esteárico (18C), también conocidas como grasas malas. Los

ácidos grasos saturados sólo tienen enlaces simples entre los átomos de carbono.



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Lípidos no saturados o insaturados (aceites) de origen vegetal, es decir son líquidos

a temperatura ambiente, son ejemplos el aceite de oliva, cacahuate, linaza, son

beneficiosas a la salud, tienen uno o varios enlaces dobles en su cadena por lo que

las moléculas presentan codos, con cambios de dirección en los lugares donde

aparece el doble enlace. Son ejemplos el oleico (18C, un doble enlace) y el linoleico

(18C y dos dobles enlaces). Los dobles enlaces permiten la unión de grupos

funcionales, lo que le da versatilidad de funciones a la molécula.

nutricionsinmas.com/wp-content/uploads/2015/12/grasa-saturada-insaturada.jpg

2. Fosfolípidos o Lípidos compuestos.

Tienen C, H, O y P en algunas ocasiones N, están formados por 1 mol. de glicerol

o glicerina, 2 mol. de ácidos grasos y 1 grupo fosfato. La cabeza fosfatada es

soluble al agua por lo que se llama grupo hidrofílico, y sus colas de ácidos

grasos (colas hidrocarbonadas) son insolubles en agua. Estas características les

confieren el nombre de moléculas anfipáticas.

Forman parte de las membranas de células eucariotas, donde regulan la entrada y

salida de materiales.

Glucolípidos.

Formados por 1 mol. de glicerol o glicerina, 2 mol. de ácidos grasos y un glúcido.

Se encuentran formando parte de las bicapas lipídicas de las membranas de todas

las células, especialmente de las neuronas. Se sitúan en la cara externa de la

membrana celular, en donde realizan una función de relación celular, siendo

receptores de moléculas externas que darán lugar a respuestas celulares.



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3. Esteroides o Lípidos derivados.

Están compuestos de 4 anillos: tres de ellos de 6 átomos de C y 1 de cinco

todoesquimica.blogia.com/upload/20111028174146-foto-colesterol.jpg

● Colesterol = abundante en animales superiores y plantas

● Testosterona = hormona sexual masculina

● Progesterona y estradiol = hormonas sexuales femeninas

● Cortisona = hormona que interviene en el metabolismo de azúcares y sales

minerales de animales superiores.

4. Carotenoides

Son pigmentos vegetales de colores anaranjado y amarillo, participan en la

fotosíntesis. Son muy importantes ya que son considerados como pro-Vitaminas,

porque se pueden convertir en vitamina a, y participar en la síntesis de moléculas,

también son antioxidantes.

5. Ceras

En las ceras, las largas cadenas de ácidos grasos se enlazan con cadenas largas

de alcoholes, son sólidas a temperatura normales porque tienen un punto de fusión



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muy alto. Al ser hidrófobas son impermeables y resistentes a la degradación. En las

plantas, las ceras asociadas a otras moléculas forman una cutícula protectora que

protegen a las partes expuestas de las plantas perder agua.

En los animales, las ceras se encuentran en la piel para su conservación. En los

humanos son producidas por las glándulas del conducto externo del oído. La cerilla

contiene cerumen, un compuesto orgánico que repele a los insectos más pequeños

y en algunos casos incluso los mata. También atrapa polvo y suciedad y les impide

alcanzar el tímpano.

IMPORTANCIA. Función de reserva. Son la principal reserva energética del

organismo. Un gramo de grasa produce 9'4 kilocalorías en las reacciones

metabólicas de oxidación, mientras que proteínas y glúcidos sólo producen 4'1

kilocaloría/gr.

Función estructural. Forman las bicapas lipídicas de las membranas. Recubren

órganos y le dan consistencia, o protegen mecánicamente como el tejido adiposo

de pies y manos.

Función biocatalizadora. En este papel los lípidos favorecen o facilitan las

reacciones químicas que se producen en los seres vivos. Cumplen esta función las

vitaminas lipídicas, las hormonas esteroideas y las prostaglandinas.

Función transportadora. El transporte de lípidos desde el intestino hasta su lugar de

destino se realiza mediante su emulsión gracias a los ácidos biliares y a los

proteolípidos.

PROTEÍNAS

Las proteínas, casi el 50% del peso seco de la mayor parte de las células consiste

en proteínas.

Los elementos químicos que encontramos son: carbono, oxígeno, nitrógeno y

azufre. Las proteínas son la unión de aminoácidos que son los monómeros, y

reciben el nombre de péptidos.

El nombre de aminoácidos es apropiado porque tienen un grupo amino (NH2) aparte

tienen un grupo carboxilo (COOH), un átomo central de carbono (C), un hidrógeno

(H) y su grupo R porque es el resto de la molécula y le confiere la diversidad y

complejidad a los aminoácidos que podemos encontrar.

http://www.arrakis.es/~lluengo/cadena.html



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um.es/molecula/fig2.gif

Por lo general de 1 a 100 aminoácidos se le llama cadena polipeptídica; de 100 o

más se le llama proteína.

A continuación, se muestra una tabla con los diferentes tipos de aminoácidos que

podemos encontrar.

nutrigenservice.com/wp-content/uploads/captura-aminoacidos-2.png

Los aminoácidos esenciales los obtenemos de nuestra alimentación, y los no

esenciales los podemos sintetizar.

La unión de los aminoácidos mediante el enlace peptídico forma las cadenas

polipeptídicas o las proteínas, este proceso se le conoce como síntesis de

deshidratación, ya que se libera una molécula de agua durante dicho proceso. Este

enlace ocurre entre el nitrógeno del grupo amino de un aminoácido con el carbono

del grupo carboxilo de otro aminoácido. El grupo amino es el inicio de la proteína y

el carboxilo el final. Como se muestra en la siguiente imagen.

http://nutrigenservice.com/wp-content/uploads/captura-aminoacidos-2.png

http://nutrigenservice.com/wp-content/uploads/captura-aminoacidos-2.png



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cdn.goconqr.com/uploads/slide_property/image/223561/d61f789e-855e-482b-97fa-2e5b21fb35e0.jpeg

Las características de las proteínas dependen de la secuencia de los aminoácidos y del número de los mismos. Su forma y estructura espacial varía y dependiendo de esta será su función.

La estructura primaria es la secuencia de los aminoácidos.

La estructura secundaria, es cuando se establecen puentes de hidrógeno en la

secuencia de aminoácidos, teniendo forma de espiral o aplanadas. Algunas

proteínas con secuencia primaria y secundaria realizan funciones estructurales,

como ejemplo está la queratina que la encontramos en las uñas, pelo, los cuernos

y las plumas. En las imágenes de abajo vemos primero la alfa hélice y después la

lámina plegada o lámina beta.

guatequimica.com/tutoriales/proteinas/image17.gif guatequimica.com/tutoriales/proteinas/image18.gif

https://cdn.goconqr.com/uploads/slide_property/image/223561/d61f789e-855e-482b-97fa-2e5b21fb35e0.jpeg

https://cdn.goconqr.com/uploads/slide_property/image/223561/d61f789e-855e-482b-97fa-2e5b21fb35e0.jpeg

http://www.guatequimica.com/tutoriales/proteinas/image17.gif



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La estructura terciaria, es un pliegue que da como resultado la forma

tridimensional final del polipéptido. En las llamadas proteínas globulares, podemos

ver una variedad de enlaces entre los que encontramos los de hidrógeno, los iónicos

y los covalentes. Las uniones de bisulfuro ayudan a mantener la estructura terciaria.

También ocurren enlaces entre los grupos R hidrofílicos y entre los grupos R

hidrofóbicos que le dan estabilidad a la estructura.

lidiaconlaquimica.files.wordpress.com/2015/07/proteinas-17-estructura-terciaria-enlaces.png

Son ejemplo de este tipo de estructura, las hormonas, los anticuerpos y las enzimas.

La estructura cuaternaria, se forman cuando dos o más proteínas globulares se

enlazan entre sí. La lana, la hemoglobina, la tubulina y flagelina que forman el

citoesqueleto, el colágeno son ejemplos de este tipo de estructura.

Por su composición química las proteínas se dividen en simples y conjugadas.

Las simples constan de solo aminoácidos se les conoce como holoproteínas, como

ejemplo están la albúmina, las globulinas y las escleroproteínas y las encontramos

en la clara de huevo, la gammaglobulina que es una proteína de defensa y el

colágeno de tendones y ligamentos respectivamente.

Las proteínas conjugadas se les conocen como heteroproteínas están formadas

por aminoácidos unidos a un grupo prostético que pueden ser metales

(metaloproteínas), lípidos (lipoproteínas), azúcares (glucoproteínas), ácidos

nucleicos (nucleoproteínas), etc.

La actividad de muchas enzimas está regulada tanto de grupos prostéticos como de

cofactores los cuales pueden ser de origen orgánico (vitaminas, coenzimas) o

inorgánico (metales como el Fe, Cu, K, Mg, etc.)



32

Los factores que afectan la actividad, encontramos las altas temperaturas o

cambios de pH, ocasionando que los enlaces se rompan y la proteína se

desnaturaliza, y como consecuencia se altera la función, sino se corrige el problema

puede ocasionar la muerte del organismo.

La desnaturalización ocasiona que los enlaces no covalentes se rompan y se

conservan solo los enlaces peptídicos que son covalentes, por lo que la estructura

terciaria se pierde, y por lo tanto deja de funcionar.

IMPORTANCIA

Las proteínas son reservas alimenticias además desempeñan diferentes funciones,

como de reserva, estructural, hormonal, transporte, defensa, contráctil, enzimática.

Las funciones de las proteínas son específicas y permiten que la célula conserve

su estabilidad, se defienda de ataques exteriores, reparar daños, controlar las

funciones vitales, entre otras.

ACIDOS NUCLEICOS

Los sistemas vivos comparten una estructura física y química similar, así como una

elevada organización que se manifiesta en la complejidad de las moléculas que las

integran y en los procesos metabólicos (nutrición, respiración y síntesis de nuevas

moléculas) gracias a los cuales absorben y utilizan la energía para su

funcionamiento. Estos procesos están regulados por macromoléculas que reciben

el nombre de ácidos nucleicos. Hay dos tipos de ácidos nucleicos: el ácido

desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN)

Se llaman nucleicos porque fueron descubiertos en el núcleo de los glóbulos

blancos en 1869. Pero recientemente se han encontrado en estructuras

citoplasmáticas como las mitocondrias y cloroplastos.

Entre sus funciones más notables están la síntesis de proteínas, la reproducción,

la herencia.

Los ácidos nucleicos están formados por nucleótidos (Azúcar, base nitrogenada y

un grupo fosfato.



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Azúcar + Base nitrogenada + grupo fosfato

(pentosa) (purinas y pirimidinas)

http://www.maph49.galeon.com/adn/chembase.gif

Para formar las cadenas de ambos ácidos nucleicos se unen los nucleótidos entre

el grupo fosfato y el carbono de la pentosa del otro nucleótido formándose el enlace

fosfodiéster.

Los nucleótidos también se pueden encontrar libres en las células y cumplen

funciones distintas, en las que podemos mencionar, el transporte de energía como

ejemplo el sistema ATP/ADP, mensajeros intracelulares, como el AMP cíclico

(AMPc) y las coenzimas de óxido-reductasas. Las más comunes derivadas del

dinucleótido de nicotinamida y adenina (NAD y NADP), los derivados de la flavina

(FMN y FAD) y la coenzima A.

Ácido Desoxirribonucleico (ADN)

El ADN contiene la información genética que determina el desarrollo del individuo y

sus características.

El ADN en las células eucariotas se puede encontrar en el núcleo, mitocondrias y

en cloroplastos. En las células procariotas se encuentra en el citoplasma en una

región llamada nucleoide, además que pueden tener otras moléculas más pequeñas

llamadas plásmidos.

El ADN tiene una estructura espacial tridimensional que se describe a continuación.

Estructura primaria: es la secuencia de nucleótidos y su orden varía dependiendo

de la especie.



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Estructura secundaria. Watson y Crick (1953) con los datos obtenidos de Franklin y

Wilkins, y las leyes de equivalencia de Chargaff postularon un modelo de la

estructura tridimensional del ADN. Llegaron a las siguientes conclusiones: la

molécula de ADN está formada por dos cadenas polinucleótidas enrolladas

alrededor del mismo eje, entre cada nucleótido hay un pequeño giro de 36o por lo

que entre cada 10 nucleótidos da una vuelta completa la espiral. Las bases

nitrogenadas de las cadenas están orientadas hacia el interior, formándose puentes

de hidrógeno entre las dos cadenas. En el caso se adenina y timina se forman dos;

y entre guanina y citosina tres.

Las cadenas son antiparalelas, es decir que la pentosa de un nucleótido de una

cadena estará orientada en sentido del C3’al C5’ y la pentosa de la cadena opuesta

está orientada C5’al C3’.

slideplayer.es/slide/3321305/11/images/21/Una+corta+secci%C3%B3n+de+la+doble+h%C3%A9lice+de+ADN.jpg

La molécula de ADN puede replicarse, es decir, hacer una copia de sí misma.

Ácido Ribonucleico (ARN)

Los ARN suelen ser monocatenarios (una cadena). Las bases nitrogenadas que

encontramos son adenina, guanina, citosina y uracilo. Existen distintos tipos de ARN

mensajero (ARNm), ARN transferencia (ARNt), ARN ribosomal (ARNr) y ARN



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heteronuclear (ARNhn). Sus funciones están relacionadas con su papel en la

síntesis de proteínas.

En las células eucariotas el ARNm es un transcrito que debe sufrir un proceso de

maduración, tiene secuencias intermedias llamadas intrones que se cortan;

dejando solo las secuencias que se expresaran llamadas exones. A continuación,

el ARNm madura y está listo para la traducción en el citoplasma; en las células

procariotas no ocurre dicho proceso.

En el ARNt se establecen diferentes enlaces por lo que adquiere un aspecto de

trébol, en donde uno de los brazos encontramos tres bases nitrogenadas

(anticodón) que reconocerán a tres bases nitrogenadas del ARNm (codón). En el

extremo 3’ encontraremos el extremo de unión del aminoácido.

D) Sugerencias de Actividades de aprendizaje teórico- prácticas

Lípidos

Dibuja en tu cuaderno la estructura química de cada una de las hormonas (que se

clasifican en los lípidos), y su función.

Investigación: Cuál es la diferencia entre los lípidos de alta densidad (HDL, llamado

“colesterol bueno”) y los de baja densidad (LDL, llamado “colesterol malo”) y la

importancia de conocerlos.

Elabora una tabla anotando el nombre de las vitaminas y su función.

Investiga y escribe la clasificación de los lípidos en saponificables y no

saponificables, y qué características se toman en cuenta para clasificarlos de esta

manera.

Proteínas

Investigación.

Elabora un mapa conceptual en la que tomes en cuenta los siguientes conceptos:

enzimas, cofactores, coenzimas, apoenzimas, holoenzimas, sitio activo, modo de

acción de las enzimas, factores que afectan su actividad, complejo enzima-sustrato.



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Dibuja el plato del buen comer y señala sobre el mismo las cantidades de

carbohidratos, lípidos y proteínas que debemos consumir para tener una

alimentación balanceada.

Ácidos Nucleicos

Investigación: Dibuja la estructura del ARNm, ARNr y ARNt

Elabora una tabla en la que anotes las diferencias entre el ADN y ARN, tomando en

cuenta, su localización, su estructura, bases nitrogenadas, azúcar, tipos y función.



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Propósitos: ● Identificará las estructuras y componentes celulares a través del análisis de la teoría celular para que reconozca a la célula como la unidad estructural y funcional de los sistemas biológicos. APRENDIZAJES: ● Describe las semejanzas y diferencias estructurales entre las células procariotas y eucariotas. ● Aplica habilidades para recopilar, organizar, analizar y sintetizar la información proveniente de diferentes fuentes confiables que coadyuven en la comprensión de la biología como ciencia. ● Interactúa de manera propositiva y proactiva con otros compañeros ● Muestra actitudes favorables hacia la ciencia y sus productos. ● Desarrolla hábitos y técnicas de estudio y administra su tiempo. ● Aplica habilidades, actitudes y valores en la realización de investigaciones escolares, sobre alguno de los temas o situación cotidiana relacionada con los contenidos del curso.

2. Estructura y función celular: Estructuras de las células procariota y eucariota. Elaborado por: Silvia Toro Badillo Desarrollo del tema: Casi todas las células miden entre 1 y 100 micras de diámetro, como son tan pequeñas, su descubrimiento tuvo que esperar la invención del microscopio para poder estudiarlas. Todas las células se componen de dos tipos: 1. Las células procarióticas. Término que proviene del griego pro = previo a, karyon = núcleo y significa pre-núcleo o “antes del núcleo”. Representados por las bacterias (reino monera) y las arqueas (archaeabacteria) 2. Células eucarióticas. Hace referencia a núcleo verdadero del griego: 'eu' = buen, 'karyon = núcleo, que integra animales, plantas, hongos y protozoarios. Estos dos tipos de células tienen características comunes:




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1. Tienen los componentes químicos o biomoléculas presentes en todos los seres vivos: proteínas, ácidos nucleicos, lípidos y polisacáridos. Lo que indica que descendemos de un antepasado común 2. Están rodeadas por una membrana plasmática formada por una bicapa fosfolipídica en la que se integran una variedad de proteínas. 3. Todas las células tienen citoplasma, el cual contiene agua, sales y una variedad de moléculas orgánicas, además de ser el sitio donde se realizan la mayoría de las actividades metabólicas. 4. Tienen ácido desoxirribonucleico (DNA) como plano de la herencia y el ácido ribonucleico (RNA) para copiar y ejecutar la instrucción. 5. Ambas poseen ribosomas 6. Presentan un metabolismo básico similar 7. Los dos tipos de células obtienen energía y nutrientes de su ambiente. 8. Si bien cada tipo de célula tiene una estructura y tamaño definidos, las células no son inalterables, al contrario, son dinámicas y pueden tener cambios 9. Tienen la capacidad de reproducirse

Esquema 1. Similitudes entre la célula procarionte y célula eucarionte animal.

Así como los dos tipos de células tienen semejanzas también presentan diferencias, las cuales se enlistan en el siguiente cuadro



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Procariotas Eucariotas

Su origen data de hace 3500 millones de años

Son organismos unicelulares

Son muy pequeñas miden de 1-10 micras. Pueden ser anaerobias estrictas, anaerobias facultativas y aerobias. El DNA está disperso en el citoplasma y no está rodeado por una membrana nuclear El cromosoma bacteriano está formado por una sola molécula circular de DNA, asociado a proteínas no histónicas.

No hay nucléolo

El citoesqueleto está constituido por proteínas semejantes a la tubulina, actina y miosina.

Los únicos organelos que presenta son los ribosomas (de menor tamaño que en eucariotas). No presenta organelos membranosos

Presentan plásmidos, los cuales son elementos genéticos extra cromosómicos de forma circular, no esenciales para la supervivencia.

Su origen data de 1 500 millones de años

Pueden ser unicelulares y multicelulares. Por lo regular son más grandes, miden de 10 a 150 micras

La mayoría son aerobia

El DNA se localiza dentro del núcleo envuelto por una membrana nuclear El material genético se encuentra como cromatina (DNA asociada a histonas) y durante la mitosis y meiosis se organiza en varios cromosomas según la especie

Presenta uno más nucléolos formados de RNA y proteínas

Tiene citoesqueleto constituido por una red de fibras proteicas: microfilamentos delgados, intermedios y microtúbulos. Su función es mantener la estructura y forma de la célula, permite la fijación de organelos y los movimientos celulares, así como la división celular. Hay ribosomas (de mayor tamaño que en procariotas) y organelos membranosos con funciones específicas como mitocondrias, lisosomas, aparato de Golgi, etc. En células vegetales, además hay cloroplastos.



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Estos pueden tener genes de resistencia a los antibióticos, tolerancia a los metales tóxicos, síntesis de enzimas, etc.

Se reproducen por fisión binaria y no hay centriolos

Reproducción sexual por conjugación bacteriana

La pared celular está formada de peptidoglicano. Es una estructura rígida que da forma y protección

En las bacterias aerobias (las que

utilizan el oxígeno para la respiración celular), las enzimas que participan forman parte de la membrana citoplasmática o se encuentran dispersos en el citoplasma.

Las cianobacterias no tienen cloroplastos, las enzimas que participan en el proceso de fotosíntesis y los pigmentos forman parte de la membrana plasmática o están dispersos en el citoplasma.

Algunas tienen cápsula que es una estructura externa a la pared celular, compuesta de glicocálix, un polímero gelatinoso compuesto por polisacáridos y/o polipéptidos. Presentan flagelos, pero no están hechos de microtúbulos.

Sin plásmidos Se reproducen por mitosis y en la

reproducción sexual forma gametas por el proceso de meiosis

Reproducción sexual por la producción de gametos a partir de la meiosis

Las superficies de plantas, hongos y algunos protozoarios tienen paredes celulares que protegen a la membrana plasmática. Los protozoarios tienen una pared de celulosa y proteínas, las plantas de celulosa y otros polisacáridos y los hongos de polisacáridos y quitina.

Presenta mitocondrias, organelo donde se realizan las reacciones bioquímicas de la respiración celular –oxidación de los azúcares- que producen energía química.

Las plantas, musgos, helechos, etc., poseen cloroplastos donde se localizan los pigmentos para el proceso de fotosíntesis

No presentan cápsula Presenta cilios y flagelos que contiene un anillo de nueve pares de microtúbulos, con otro par en el centro (9 + 1)



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Figura 2. Diferencias entre célula procarionte y célula eucarionte animal y vegetal

Imagen tomada la siguiente dirección electrónica. http://www.bionova.org.es/biocast/documentos/figura/figtem1011/figurat1003.jpg


1. Revisar el video titulado “Células procariotas y eucariotas” y comparar las diferencias entre ambos tipos de células. https://www.youtube.com/watch?v=ijyFERaDvMU 2. Entrar en siguiente dirección electrónica y realiza el juego de “Célula procariota y eucariota” https://www.cerebriti.com/juegos-de-ciencias/celula-procariota-y-eucariota#.WhyEIrC721s

http://www.bionova.org.es/biocast/documentos/figura/figtem1011/figurat1003.jpg

https://www.youtube.com/watch?v=ijyFERaDvMU

https://www.cerebriti.com/juegos-de-ciencias/celula-procariota-y-eucariota#.WhyEIrC721s

https://www.cerebriti.com/juegos-de-ciencias/celula-procariota-y-eucariota#.WhyEIrC721s



42


Propósitos:

Identificará las estructuras y componentes celulares a través del análisis de la teoría celular para que reconozca a la célula como la unidad estructural y funcional de los sistemas biológicos. APRENDIZAJES: ● Describe los componentes de la membrana celular y los tipos de transporte

y regulación a través de ella. ● Aplica habilidades para recopilar, organizar, analizar y sintetizar la




Tema 2. Estructura y función celular. La célula y su entorno. Elaborado por: Sandra Saitz Ceballos y María Guadalupe Valencia Mejía.


El límite de cada célula está determinado por la membrana plasmática, compuesta por una bicapa de fosfolípidos y proteínas embebidas. A través de ella, la célula se relaciona con el ambiente y responde al mismo. Además, en la célula eucarionte, varios organelos están formados por membranas cuya composición y estructura son como los de la membrana plasmática. La diferencia ocurre en el tipo de fosfolípidos y proteínas embebidas en éstos. La membrana en su composición química presenta: Lípidos, Glúcidos y Proteínas. Las moléculas lipídicas son las más abundantes, mientras que las proteínas son más escasas y de gran tamaño, en general, por cada molécula de proteínas existen aproximadamente cincuenta moléculas de lípidos. Los hidratos de carbono son el componente minoritario y se encuentran asociados a lípidos y proteínas, principalmente en la membrana plasmática.




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Los lípidos de la membrana se encuentran dispuestos formando la bicapa en un 98%. Esta bicapa lipídica es la estructura básica de la membrana y sirve de barrera impermeable al flujo de la mayoría de las moléculas solubles en agua.

Los lípidos principales y más abundantes que forman la membrana son: los fosfolípidos, el colesterol y los glucolípidos, todos ellos de naturaleza anfipática, es decir su molécula presenta un extremo hidrofílico o polar (que tiene afinidad e interacciona con el agua) y un extremo hidrofóbico o no polar (que repele el agua). Las moléculas de fosfolípidos están formadas de una cabeza polar hidrofílica y dos colas hidrocarbonadas hidrofóbicas. Existen también grasas neutras que son lípidos no anfipáticos, pero sólo representan un 2% del total de lípidos de membrana. En todas las células, los lípidos más abundantes son los fosfolípidos y los esfingolípidos. En las células eucariotas también se encuentran los glucolípidos, así como esteroides (sobre todo colesterol), que no existen o son escasos en las membranas plasmáticas de las células procariotas.

T. Unwin y Gart Henderson, señalan que las proteínas de la membrana: Son glucoproteínas, forman masas flotantes en la bicapa lipídica.

Existen dos tipos: Las integrales que se sumergen en la matriz lipídica o atraviesan la membrana en todo su ancho. Las periféricas están situadas en la superficie de la membrana, no penetran en ella y están adheridas a los lípidos o a las otras proteínas. Los componentes de la membrana presentan una organización, el modelo del Mosaico Fluido, que propician las funciones de protección, transporte y comunicación con su entorno.

El modelo del Mosaico Fluido

El modelo de membrana aceptado actualmente, es el propuesto por Jonathan Singer y Garth Nicolson (1972), ya que explica la mayor parte de las propiedades físicas y termodinámicas de la membrana. Por su configuración dinámica, este modelo recibe el nombre de “Modelo de Mosaico Fluido”.

Las bicapas lipídicas son fluidas, los fosfolípidos individuales difunden rápidamente por la superficie bidimensional de la membrana. donde mosaico se refiere al hecho que también la integran proteínas, colesterol, ergosterol, y otros tipos de moléculas insertadas entre los fosfolípidos.

Transporte de materiales a través de la membrana.

La membrana debe permitir tanto la entrada de nutrientes en la célula como la salida de productos de desecho, también debe transmitir a la célula las señales que



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proceden de su exterior. Estas tareas son llevadas a cabo por los transportadores y los receptores (proteínas de la membrana). La membrana es impermeable a moléculas hidrofílicas como: hidratos de carbono, aminoácidos, proteínas o ácidos nucleicos. Mientras que es permeable a moléculas hidrofóbicas como los lípidos, y a moléculas pequeñas como los gases. También es parcialmente permeable al agua. La relación entre el metabolismo y el transporte no es otra cosa que la energía. El metabolismo representa la fuente directa de la energía en las células y es necesaria para impulsar el transporte cuando tiene lugar en contra de la tendencia natural de difusión de una sustancia. Considerando lo anterior, el transporte que ocurre en la membrana puede considerarse como un proceso pasivo o bien como un proceso activo. Los procesos pasivos se refieren a la difusión de sustancias a través de una membrana. Se realiza a favor del gradiente de concentración, presión o de potencial electroquímico. No necesita aporte externo de energía. Los procesos activos aluden al movimiento de moléculas pequeñas o iones, se realiza en contra del gradiente de concentración o del potencial electroquímico, a través de proteínas transmembranales y precisa de aporte externo de energía. Se divide en dos grandes procesos endocitosis y exocitosis.

D) Sugerencias de Actividades de aprendizaje teórico-prácticas Entra en la siguiente dirección electrónica: https://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/biologia1/unidad2/membranacelular/introduccion y realiza las actividades diagnóstica y final

https://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/biologia1/unidad2/membranacelular/introduccion

https://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/biologia1/unidad2/membranacelular/introduccion



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Propósitos: Identificará las estructuras y componentes celulares a través del análisis de la teoría celular para que reconozca a la célula como la unidad estructural y funcional de los sistemas biológicos. APRENDIZAJES: ● Identifica que el citoesqueleto, cilios y flagelos son componentes celulares

que proporcionan forma y movimiento. ● Aplica habilidades para recopilar, organizar, analizar y sintetizar la




2. Estructura y función celular: Forma y movimiento. Elaborado por: Juan Manuel García Maldonado Desarrollo del tema:

En las células eucariotas el citoplasma celular contiene una red de fibras extraordinariamente densa y compleja, el citoesqueleto, ayuda a mantener la forma de la célula proporcionándole soporte estructural. Las proteínas fibrosas que componen el citoesqueleto se mueven y cambian para alterar la forma celular, trasladar materiales de un sitio a otro, y mover toda la estructura. Al igual que el resto de la célula, el citoesqueleto es dinámico. Como puede observarse en la imagen 1; hay varios tipos de elementos distintos en el citoesqueleto: filamentos de actina (también llamados microfilamentos), filamentos intermedios, y microtúbulos. Cada uno de estos elementos tiene un tamaño, una estructura y una función característicos.




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Imagen 1. Componentes del citoesqueleto

Además de proporcionar soporte estructural, los filamentos de actina están implicados en el movimiento cuando interaccionan con la miosina, una proteína especializada. La interacción (activada por ATP) entre actina y miosina es la base de un conjunto de movimientos celulares:

Movimiento por pseudópodos: tiene lugar en muchos tipos de organismos y células, ejemplos, las amebas, los hongos mucilaginosos y ciertos tipos de células humanas. Este movimiento comprende tres procesos: una extensión direccional de los filamentos de actina que empuja a la membrana plasmática para formar unas protuberancias llamadas pseudópodos («falsos pies»),

Citocinesis («célula-movimiento»): es el proceso de división celular en animales. Para que estas células se dividan en dos, los filamentos de actina que están dispuestos en un anillo bajo la membrana plasmática deben deslizarse uno sobre otro.

Corriente citoplasmática: es el flujo dirigido del citosol y los organelos alrededor de las células de plantas y hongos. El movimiento ocurre a lo largo de los filamentos de actina y está activado por la miosina. Es especialmente frecuente en las células grandes, en las que la circulación del citoplasma facilita el transporte de materiales.

Cilios y flagelos: movimiento de toda la célula Los flagelos y cilios son estructuras microtubulares, que se extienden hacia afuera en algunas células y funcionan para darles movimiento. Los flagelos están presentes en muchas bacterias y eucariotas, sin embargo, la estructura es completamente distinta. Los flagelos bacterianos están compuestos por una proteína llamada flagelina; los flagelos eucariotas están construidos por microtúbulos (tubulina). Los flagelos bacterianos mueven la célula rotando como la hélice de un barco; imagen 2; los flagelos eucariotas mueven la célula por ondulación, moviéndose como un látigo una y otra vez; imagen 3. Los flagelos eucariotas están rodeados por la membrana plasmática, los bacterianos no. De acuerdo con estas observaciones, los biólogos concluyen que las dos estructuras evolucionaron de forma independiente, aunque su función sea similar.



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Imagen 2

Imagen 3

Los cilios son estructuras filamentosas de origen citoplasmático que se mueven armónicamente y son característicos de algunos protozoarios, como el Paramecium y la Vorticella.

Paramecium



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Observa cuidadosamente las siguientes imágenes; coloca correctamente las siguientes palabras en la imagen correspondiente: Citoesqueleto, microfilamentos, filamentos intermedios, microtúbulos, flagelos, cilios.

___________________

____________________

___________________

_____________________

_______________________

_____________________



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Propósitos: Identificará las estructuras y componentes celulares a través del análisis de la teoría celular para que reconozca a la célula como la unidad estructural y funcional de los sistemas biológicos. APRENDIZAJES:

Reconoce a la mitocondria y el cloroplasto como los principales organelos encargados de la transformación energética.




Tema 2. Estructura y función celular: Transformación de energía. Elaborada por: Oscar Enrique de la Loza Álvarez


Cloroplasto y Fotosíntesis.

Los cloroplastos son organelos que se encuentran en las células vegetales y en

las algas verdes o clorofíceas, son de color verde por la presencia de clorofila. La

clorofila es el pigmento fotosintético especializado en captar la energía del sol

con el propósito de transformarla en energía química, que las plantas utilizan para

realizar distintas funciones, entre ellas, su nutrición.

El número de cloroplastos varía en diferentes organismos, en las algas del género

Chlamydomona se tiene un solo cloroplasto muy grande por célula, mientras que,

en plantas superiores, el número varía entre 20 a 75.

La estructura de los cloroplastos permite que las reacciones fotosintéticas se

realicen eficientemente.




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Cuando los cloroplastos capturan la energía del sol, comienza una serie de

reacciones químicas que convierten en glucosa y oxígeno el dióxido de carbono, las

sales minerales y el agua tomado del ambiente; a este proceso se le llama

fotosíntesis.

La fotosíntesis se lleva a cabo en dos grandes conjuntos de reacciones; las primeras

requieren la presencia de luz y se denominan reacciones lumínicas o fotoquímicas

(fase lumínica); las segundas no requieren de luz y se llaman reacciones obscuras

o biosintéticas (fase obscura o ciclo de Calvin).

En las reacciones lumínicas la energía del sol estimula la molécula de clorofila

presente en los tilacoides de las granas y se rompe la molécula del agua en

hidrógeno y oxígeno (este último se desprende al ambiente), se liberan electrones

y protones con lo cual se produce la energía necesaria para producir ATP y

NADPH2.

En las reacciones obscuras o ciclo de Calvin, que ocurren en el estroma, el ATP y

el NADPH2 provenientes de las reacciones lumínicas fijan el dióxido de carbono y

mediante reacciones construyen moléculas orgánicas, como la glucosa. Las

moléculas de glucosa obtenidas al finalizar la fotosíntesis son almacenadas por las

células, y mediante reacciones químicas, pueden dar lugar a almidones, lípidos,

proteínas y otros carbohidratos necesarios para producir energía y la formación del

tejido vegetal.

La fotosíntesis es un proceso muy importante, pues la mayoría de los seres vivos

necesitan el oxígeno para realizar sus funciones. Los organismos fotosintéticos

constituyen la única fuente de oxígeno en el planeta.

Mitocondria y Respiración.

En el citoplasma de casi todas las células aerobias, se encuentran las mitocondrias,

éstas transforman las moléculas nutritivas, como las de glucosa, lípidos y proteínas,

en energía útil para el crecimiento, reparación y desarrollo celular. Se consideran

por ello, “verdaderas centrales de producción de energía”.

En las mitocondrias se realizan procesos químicos muy importantes, en la etapa de

la respiración aerobia o respiración celular interna, se oxidan diferentes materiales

que la célula obtiene durante la nutrición; dicha oxidación, se lleva a cabo entre otros

procesos, en el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria.



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D) Sugerencias de Actividades de aprendizaje teórico-prácticas Instrucciones: En el siguiente esquema del cloroplasto puedes identificar las partes

de un cloroplasto

De acuerdo con el esquema y a la información

anteriormente señalada, contesta lo siguiente:

¿En qué tipo de células es posible encontrar

cloroplastos?

Elabora una lista de todas las partes que

componen al cloroplasto.

Presta mucha atención a la información anterior y a la siguiente imagen y contesta

lo que se te pide.

¿Qué función desempeña el

cloroplasto?

______________________________

¿Cuáles son los reactivos que toma el

cloroplasto del ambiente para realizar

su función?

______________________________

______________________________

¿Qué tipo de energía toma el

cloroplasto del ambiente para realizar

su función?

_______________________________



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¿Qué se obtiene durante la función del cloroplasto? ________________________

¿Cuál de estos productos, sale de la planta y cuál permanece en ella?

__________________________________________________________________

¿Anota las etapas o fases de la fotosíntesis?

__________________________________________________________________

¿En qué parte del cloroplasto ocurre la fase lumínica? Indica qué se utiliza en esta

fase, qué se forma y el camino que siguen los materiales producidos

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

¿En qué sitio del cloroplasto ocurre la fase obscura de la fotosíntesis? Indica los

compuestos que se utilizan en esta fase, cuál es su origen, qué se produce y la

utilidad de lo que se produce___________________________________________

Completa el esquema con las palabras correspondientes.

_________________ Agua Reacciones luminosas Energía química ______________ ___________________ Glucosa

Oxígeno Reacciones oscuras Energía Solar Dióxido de Carbono

Se recomienda ver el video: “Fotosíntesis”

https://www.youtube.com/watch?v=Tzl2SFAV5LI



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Observa la siguiente imagen sobre la estructura de la mitocondria.

Elabora una lista de todas las

partes que componen a la

mitocondria:

__________________________________________________________________

Observa con mucho cuidado la siguiente figura y sigue las rutas señaladas, pintando

de color rojo el ciclo de Krebs y de azul la cadena respiratoria (Tomado de Gonzáles,

Biología Molecular y Celular, Edit. Trillas, México, 1999).

¿Qué relación tienen los alimentos con la

función de la mitocondria?

_________________________________

¿Qué compuesto entra al ciclo de Krebs y

cómo se origina? __________________

_________________________________

¿Qué se produce en el ciclo de Krebs y hacia donde siguen estos productos?

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

¿Qué se utiliza en la cadena respiratoria, de dónde proviene y qué se produce?

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________



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Investiga los compuestos que forman al ATP y señala cuál es su importancia

biológica___________________________________________________________

__________________________________________________________________

¿El oxígeno utilizado para la respiración, sirve para formar CO2 o H2O?

__________________________________________________________________

Describe la relación que hay entre el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Explica qué relación hay entre mitocondria y citoplasma

__________________________________________________________________

¿Puedes ver qué relación hay entre matriz y membrana interna de la mitocondria?

__________________________________________________________________

Si bien la energía celular se obtiene de los alimentos, ¿en cuál función se libera

dicha energía, en la nutrición o en la respiración?

__________________________________________________________________

Ver el video. “Las mitocondrias” https://www.youtube.com/watch?v=ZVr53Yh0ed8

https://www.youtube.com/watch?v=ZVr53Yh0ed8



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Propósitos: Identificará las estructuras y componentes celulares a través del análisis de la teoría celular para que reconozca a la célula como la unidad estructural y funcional de los sistemas biológicos. APRENDIZAJES: Relaciona el tránsito de moléculas con el sistema de endomembranas a

partir de la información genética contenida en la célula.




Tema 2. Estructura y función celular: Flujo de información genética. Elaborado por Ana Leticia Cuevas Escudero Desarrollo del tema:

Hoy se sabe que el ADN es la molécula que lleva la información genética que determina la síntesis de las proteínas, entre ellas las enzimas, responsables de las características estructurales y funcionales de un organismo. El Dogma central de la Biología Molecular fue enunciado por Francis Crick en 1958 (5 años después de que revelase la estructura de la doble hélice), y establece que la información genética fluye en la dirección ADN >ARN->>proteínas. En 1948 Edward Tatum y George Beadle después de diversos experimentos realizados con el moho Neurospora crassa, fueron los primeros en establecer la existencia de una relación directa entre el ADN y la secuencia de aminoácidos de un enzima y enunciaron la hipótesis “un gen un enzima”. Según esta hipótesis cada gen (fragmento de ADN) contiene la información para que los aminoácidos se unan en un determinado orden y formen una enzima. Los descubrimientos de la década de 1950 y su posterior confirmación llevaron a los




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biólogos a resumir la función de estas moléculas en lo que se dio en llamar nada menos que el dogma central de la biología molecular.

Hoy se sabe que el ADN es una molécula que almacena la información genética

que se transmite de una célula a otra de generación en generación, está protegido

en el núcleo en las células eucariontes y en las procariontes se encuentra en el

protoplasma y los genes están compuestos de ADN. Están “escritos” en un lenguaje

de nucleótidos, los nucleótidos son moléculas orgánicas formadas por la unión

covalente de un monosacárido de cinco carbonos (pentosa), una base nitrogenada

y un grupo fosfato. El nucleótido está formado únicamente por la base nitrogenada

y la pentosa

Cada nucleótido es un ensamblado de tres componentes:

Ø Bases nitrogenadas: derivan de los compuestos heterocíclicos

aromáticos purina y pirimidina.

Ø Bases nitrogenadas púricas: son la adenina (A) y la guanina (G). Ambas

forman parte del ADN y del ARN.

Ø Bases nitrogenadas pirimidínicas: son la timina (T), la citosina (C) y el

uracilo (U). La timina y la citosina intervienen en la formación del ADN.

En el ARN aparecen la citosina y el uracilo.



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Ø Pentosa: el azúcar de cinco átomos de carbono; puede ser ribosa (ARN)

o desoxirribosa (ADN). La diferencia entre ambos es que el ARN sí

posee un grupo OH en el segundo carbono.

Ø Ácido fosfórico: de fórmula H3PO4. Cada nucleótido puede contener uno

(nucleótidos-monofosfato, como el AMP), dos (nucleótidos-difosfato,

como el ADP) o tres (nucleótidos-trifosfato, como el ATP) grupos

fosfato.

Figura. Tomada del libro Audesirk 2012

Los genes están compuestos de ADN. Están “escritos” en un lenguaje de

nucleótidos., esto reafirma la hipótesis “un gen una proteína”, ya que los genes

pueden codificar una proteína cualquiera, no necesariamente enzimática. Hoy se ha

corregido y debido a que muchas proteínas están formadas por más de una cadena

polipeptídica, resulta más apropiado “un gen una cadena polipeptídica” es decir

cada gen codificado, lleva información para la síntesis de una cadena polipeptídica.

Ahora entendemos que la expresión del mensaje (ARN mensajero) consistía en la

síntesis de proteínas específicas, pero no se conocía el mecanismo mediante el

cual se realizaba: La transcripción, consiste en la copia exacta de una de las hebras

de ADN a ARN; la secuencia de ARN será exactamente igual a la del ADN copiado,

excepto por la presencia de uracilo (U) en vez de timina (T) y la traducción, implica

la síntesis de proteínas haciendo uso del código genético, que identifica

aminoácidos específicos a partir de un conjunto de tres bases.



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fig. tomada del libro Curtis, Helena 2007

Se conoce como síntesis de proteínas al proceso por el cual se componen nuevas

proteínas a partir de los veinte aminoácidos esenciales. En este proceso, se

transcribe el ADN en ARN. La síntesis de proteínas se realiza en los ribosomas

situados en el citoplasma celular. En el proceso de síntesis, los aminoácidos son

transportados por ARN de transferencia correspondiente para cada aminoácido

hasta el ARN mensajero donde se unen en la posición adecuada para formar las

nuevas proteínas.

Al finalizar la síntesis de una proteína, se libera el ARN mensajero y puede volver a ser leído, incluso antes de que la síntesis de una proteína termine, ya puede comenzar la siguiente, por lo cual, el mismo ARN mensajero puede utilizarse por varios ribosomas al mismo tiempo.

Fases de la síntesis de proteína:

La realización de la biosíntesis de las proteínas se divide en las siguientes fases:

● Fase de activación de los aminoácidos.

● Fase de traducción que comprende:

● Inicio de la síntesis proteica.

● Elongación de la cadena polipeptídica.

● Finalización de la síntesis de proteínas.

● Asociación de cadenas polipeptídicas y, en algunos casos, grupos

prostésicos para la constitución de las proteínas

Fase de la activación de los aminoácidos:

Mediante la enzima aminoacil-ARNt-sintetasa y de ATP, los aminoácidos pueden unirse ARN específico de transferencia, dando lugar a un aminoacil-ARNt. En este proceso se libera AMP y fosfato y tras él, se libera la enzima, que vuelve a actuar.



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Inicio de la síntesis proteica

En esta primera etapa de síntesis de proteínas, el ARN se une a la subunidad menor de los ribosomas, a los que se asocia el aminoacil-ARNt. A este grupo, se une la subunidad ribosómica mayor, con lo que se forma el complejo activo o ribosomal.

Elongación de la cadena polipeptídica

ADN en síntesis de proteínas Guardar El complejo ribosomal tiene dos centros o puntos de unión. El centro P o centro peptidil y el centro A. El radical amino del aminoácido iniciado y el radical carboxilo anterior se unen mediante un enlace peptídico y se cataliza esta unión mediante la enzima peptidil-transferasa.

De esta forma, el centro P se ocupa por un ARNt carente de aminoácido. Seguidamente se libera el ARNt del ribosoma produciéndose la translocación ribosomal y quedando el dipeptil-ARNt en el centro P.

Al finalizar el tercer codón, el tercer aminoacil-ARNt se sitúa en el centro A. A continuación, se forma el tripéptido A y después el ribosoma procede a su segunda translocación. Este proceso puede repetirse muchas veces y depende del número de aminoácidos que intervienen en la síntesis.

Finalización de la síntesis de proteínas.

En la finalización de la síntesis de proteínas, aparecen los llamados tripletes sin sentido, también conocidos como codones stop. Estos tripletes son tres: UGA, UAG y UAA. No existe ARNt tal que su anticodón sea complementario. Por ello, la síntesis se interrumpe y esto indica que la cadena polipeptídica ha finalizado. A continuación, observa el siguiente esquema:

fig tomada. http://www.bachillerato2atlantico.blogsek.es/

La iniciación de la replicación se da en un origen concreto, y todo ADN replicado a

partir de un origen dado se define como replicón. En bacterias, el replicón

corresponde al genoma bacteriano, mientras que un cromosoma eucariota contiene



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varios replicones. A nivel del origen se produce la separación de las dos hebras,

mediante enzimas conocidas como helicasas. La reasociación de las hebras

separadas es evitada mediante la unión de proteínas SSB (single-stranded DNA

binding - de unión a ADN de hebra simple). Para dar inicio efectivo a la replicación,

es preciso un grupo 3' OH libre a partir del cual agregar nucleótidos. No existen tales

de grupos al momento de la separación de las hebras. En cambio, es utilizado el

extremo 3' OH libre de un cebador de ARN, que es sintetizado por enzimas

conocidas como primasas a fin de dar lugar a un inicio de replicación.

Durante la elongación, la polimerización del ADN se produce en dirección 5'-3', en

la hebra sintetizada, a través de la unión del oxígeno 3' de la hebra en síntesis al

fósforo a del dNTP entrante. Las DNA polimerasas (enzimas capaces de polimerizar

ADN) sólo pueden elongar hebras existentes; son incapaces de iniciar una nueva

hebra (Por contraste, las RNA polimerasas son capaces de iniciar cadenas

polinucleotídicas). El tramo necesario para que las DNA polimerasas comiencen a

actuar es proporcionado por el cebador arriba mencionado.

La replicación se da en horquillas, cuyas ramas difieren en la dirección de síntesis

de ADN. La horquilla de replicación, conteniendo ambas hebras replicadas, se

mueve en una dirección única, pero la replicación sólo es capaz de proceder en la

dirección 5' - 3'. Esta paradoja es resuelta por el uso de fragmentos de Okazaki:

Productos cortos de replicación que se producen en la hebra lagging (o "retrasada").

La otra hebra (leading, o "líder") es replicada en forma continua. De modo que la

dirección neta de replicación en la horquilla se mantiene, si bien las hebras

obedecen a direcciones distintas.

La terminación obedece, en bacterias, a la presencia de secuencias específicas

que dan lugar a la inhibición de la actividad de las helicasas. Estas secuencias se

encuentran diametralmente opuestas a los orígenes de replicación en el genoma

circular de E. coli. El proceso de terminación en eucariotas es poco conocido sin

embargo el producto final no contiene ARN, el cual es eliminado a través de la

acción de exonucleasa 5'-3'de la DNA polimerasa I, que a su vez rellena con ADN

los espacios dejados por el cebador. Por último, la enzima DNA ligasa establece los

enlaces azúcar-fosfato entre los tramos replicados y los dejados por la sustitución

de los cebadores, En la finalización de la síntesis de proteínas, aparecen los

llamados tripletes sin sentido, también conocidos como codones stop. Estos tripletes

son tres: UGA, UAG y UAA. No existe ARNt tal que su anticodón sea

complementario. Por ello, la síntesis se interrumpe y esto indica que la cadena

polipeptídica ha finalizado.

Después de la terminación, es posible que el polipéptido todavía necesite tomar la

forma tridimensional correcta, se somete a procesamiento (tal como el retiro de



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aminoácidos), sea enviado a la parte correcta en la célula, o se combine con otros

polipéptidos antes de que pueda hacer su trabajo como una proteína funcional.


Ø Realiza un esquema de la síntesis de proteínas

Ø Define que es un codón, aminoácido, Gen, ARN transferencia, ARN

Ribosoma, ARN mensajero, ribosoma, proteína, triplete,

Revisa los siguientes enlaces.

https://es.khanacademy.org/science/biology/gene-expression-central-dogma

https://www.youtube.com/watch?v=uV20hUKTNwI

https://www.ecured.cu/S%C3%ADntesis_de_prote%C3%ADnas





https://www.ecured.cu/S%C3%ADntesis_de_prote%C3%ADnas



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Segunda Unidad. ¿Cuál es la unidad estructural y

funcional de los sistemas biológicos?

Propósitos: Identificará las estructuras y componentes celulares a través del análisis de la teoría celular para que reconozca a la célula como la unidad estructural y funcional de los sistemas biológicos. APRENDIZAJES: ● Identifica a la mitosis como parte del ciclo celular y como proceso de división

celular. ● Aplica habilidades para recopilar, organizar, analizar y sintetizar la




Tema 3. Continuidad de la célula. Ciclo Celular.

Elaborado por: Miguel Ángel Solís Yáñez

Desarrollo del tema: El propósito de este tema es que el alumno pueda Identificar a la mitosis como parte del ciclo celular y como proceso de división celular, que lo relacione con conceptos claves como son: Adaptación, azar, continuidad, diversidad, DNA diferenciación y Selección Natural, entre otros también importantes. John Desmon Bernal citado por Losos et al 2014 (1), acuño el término de biopoiesis, que sugiere que la vida como la conocemos en la tierra, surgió de un proceso gradual en el que “había un número de estadios reconocibles: origen de los monómeros (amino ácidos simple, azucares simples, ácidos grasos y otro), origen de los polímeros biológicos (proteínas, Ácidos nucleicos, Lípidos complejos, polisacáridos) y evolución de lo molecular a lo celular” (1, Pág 90)

3. Continuidad de la célula

https://es.wikipedia.org/wiki/Abiog%C3%A9nesis




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Según la teoría más aceptada sobre el Origen de la vida en la tierra (Oparin, 1924 y Haldane, 1928) la abiogenesis, hace cerca de 4000 millones de años cuando la tierra se estaba enfriando, se inició el proceso que dio origen a pequeñas protocelulas a partir de la formación inicial de una bicapa de fosfolípidos, requisito indispensable para la futura formación de las células. La pregunta que se hacen los científicos estudiosos del tema es ¿cómo los polímeros biológicos pudieron quedar encerrados en compartimentos membranosos para formar protocélulas? Las investigaciones han comprobado que los lípidos espontáneamente forman Liposomas , que secados en presencia de Ácidos nucleicos y proteínas atrapan a estos polímeros entre sus capas,… “es sabido que cuando las membranas lipídicas se resecan, se fusionan en estructuras multilamelares; cabe la posibilidad de que los ciclos humedad-sequedad en la tierra llevaran a cabo ese proceso…” (1) Oparin y sus discípulos demostraron que diversos tipos de coacervados originalmente sugeridos por B. de Jong, químico Holandés (citado por Lazcano-Araujo (12, Pág 53) como un modelo de citoplasma, demostró que mezclando dos polímeros de alto peso molecular (proteínas y carbohidratos, forman gotitas microscópicas, observo que, cuando se agrega agua a la película seca, las capas lipídicas tornaban a formar vesículas que recibieron el nombre de coacervados… éstas protocélula constituía una suerte de experimento natural. Los sistemas debían captar fuentes de energía disponibles para crecer por polimerización de monómeros nutrientes y reproducirse… hoy eso lo hace la vida tanto en su forma heterotrófica como autotrófica, estas utilizan la energía química durante el metabolismo y así constituyen polímeros (proteínas y ácidos nucleicos). Las primeras células necesitaron almacenar información y replicarla cuando se reproducían, de modo que sus propiedades pasaran a la generación siguiente. Resulta inevitable que en ese proceso se produjera algún error, alguna mutación. Las imperfecciones en la replicación eran importantes porque significaban que la vida podía explorar diferentes nichos e iniciar el largo recorrido hacia la vida celular. Pero ¿Qué es la vida? No existe una definición de vida comúnmente aceptada. Ni resulta fácil establecer la frontera entre lo inerte y lo vivo. Hasta el más simple de los microorganismos encierra una extraordinaria complejidad. Si bien este tema será tratado en tu curso de Biología II, es importante que sepan que existen más preguntas que respuestas, pero se tienen ya algunas respuestas y múltiples hipótesis al respecto, que se siguen investigando. Una de ellas es: La vida empezó con estas protocélulas, de múltiples formas y características... “encontraron el camino no solo para crecer, sino también para incorporar un ciclo que implicaba funciones catalíticas e información genética... En los sistemas biológicos se agregan capas de regulación al auto ensamblaje químico


https://es.wikipedia.org/wiki/Liposoma

https://es.wikipedia.org/wiki/Autoensamblaje_molecular

https://es.wikipedia.org/wiki/Autoensamblaje_molecular

https://es.wikipedia.org/wiki/Coacervado

https://es.wikipedia.org/wiki/Coacervado



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para producir sistemas que organizan estructuras adaptadas a la circunstancia y a la necesidad. (3, Pág 95) … El Ciclo Celular… de acuerdo con esta hipótesis… así se constituyeron las primeras formas de vida” (1, Pág 91) citado por Luis Alonso, en Investigación y ciencia, octubre de 2014. Entonces, estamos hablando de cambios a través del tiempo- evolución- pero en los sistemas biológicos “Para que haya evolución es preciso que los cambios se hereden a las siguientes generaciones. “(2) En la teoría Darwiniana clásica sobre la formación de nuevas especies a partir de la selección natural, estos cambios se producen y se fijan en las poblaciones de forma lenta, así en cada ciclo celular en el que se duplica el material genético, en el DNA, se calcula se modifica uno de cada un millón de nucleótidos, que son los componentes básicos con los que se forma... “las cochinillas, trilobites, alacranes y cacerolitas surgieron como especies debido a que, entre otras causas, un ancestro común a todos ellos heredó algunos cambios genéticos a sus descendientes y éstos a su vez heredaron nuevos cambios que se acumularon a través del tiempo”. (Idem) Theodosius Dobzhansky (1900 a 1975) y diversos científicos coinciden en que, la teoría de la evolución en su síntesis moderna, da sentido y unifica a la biología como ciencia. Sin embargo, debemos de comprender que la selección natural es sólo un proceso y sus consecuencias dependen del medio en que se desarrollan los organismos en el tiempo y en el espacio, estas circunstancias han cambiado y siguen cambiando constantemente... “los seres vivos cambian de una región a otra y no han sido los mismos a lo largo de los millones de años de historia de la vida sobre el planeta”. (2), no existen organismos perfectos... “La selección natural no es una “madre naturaleza” que actúa con un propósito (el de lograr la perfección), los diversos organismos viven en ambientes y formas tan dispares como las ballenas, o las bacterias, pueden vivir a 110º C... la selección natural, la deriva génica y la migración, en última instancia, han engendrado la diversidad de formas vivas que se han adaptado a diferentes condiciones de vida”. (Ídem) Dos hechos importantes: Las células provienen de otras células, lo que biológicamente significa que no hay generación espontánea. ¿Cuáles son las diferentes formas en las que las células se dividen para dar lugar a células nuevas que garanticen la continuidad de las especies y el incremento en la diversidad? La reproducción no es un proceso continuo, sin embargo, la mayoría de las células se dividen a intervalos regulares y crecen en otros intervalos, constituyendo lo que se denomina un ciclo celular, es decir, una serie ordenada de acontecimientos que conducen a la replicación celular con una repetición alternante de periodos de crecimiento y división célula (5) En las Células eucariontes (animales, vegetales, hongos, protistas), en el ciclo celular ocurren varios procesos preparatorios durante la interface, que se a su vez se divide en tres etapas: G1, S, G2 y la fase M. Secuencialmente.

https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_desoxirribonucleico

https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_desoxirribonucleico

https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_nucleico

https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_nucleico



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Fase G1 que viene del inglés Gap (intervalo), donde ocurren todas las

funciones vegetativas como el crecimiento o aumento de la masa celular por duplicación de orgánulos y de macromoléculas, la producción de material celular o de secreción, de intensa actividad metabólica.

Fase S (síntesis), en donde se duplica el DNA, si la célula se prepara hacia

una nueva división. Fase G2, en la que se terminan los preparativos para la reproducción, se

sintetizan proteínas asociadas a los cromosomas y finalmente disminuye la actividad metabólica.

Fase M (mitosis o meiosis), en la que ocurre el reparto del material genético,

seguida por la citocinesis o división del citoplasma. (5)

Normalmente el ciclo celular se le representa de forma gráfica con un círculo donde se indican las diferentes fases antes mencionadas (Figura 1).

Figura 1, Imagen Recuperada de: http://www.acercaciencia.com/wp-content/uploads/2012/10/Ciclo-celular-

1024x783.png 221117: 221117;18:02

Las células se hallan inmersas en un ciclo continuo de proliferación y muerte… El equilibrio entre ambos procesos resulta fundamental para mantener el correcto funcionamiento de los tejidos. (8) El desequilibrio entre ambos mecanismos puede dar lugar a la aparición de diferentes enfermedades… una mayor proliferación, pueden desarrollarse en

https://es.oxforddictionaries.com/definicion/gap

https://es.oxforddictionaries.com/definicion/gap

http://www.acercaciencia.com/wp-content/uploads/2012/10/Ciclo-celular-1024x783.png%20221117





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tumores o procesos cancerosos…. La muerte celular es, pues, un fenómeno inherente a la vida y al ciclo celular, “permitiendo que aquellas células que no funcionan correctamente, debido a su envejecimiento, a lesiones fortuitas o a la intervención médica (quimioterapia o radioterapia en el tratamiento del cáncer) sean destruidas de una manera controlada” (8)

D) Sugerencias de Actividades de aprendizaje teórico-prácticas (Actividad 1), lectura sobre las células HeLa) y conjuntamente con las siguientes lecturas ( Actividad 2) responde, las preguntas ¿Es posible saber cuánto viviremos? ¿Cuántas veces se puede dividir una Célula? El término biológico que define este proceso, se llama apoptosis, que deriva del griego apóy ptōsis, que significa separar y caer, en referencia a la caída de las hojas de los árboles en otoño. Y fue propuesto en 1972 por John F. R. Kerr, de la Universidad de Queensland…” Durante la apoptosis, las células activan un programa de muerte, altamente regulado, que se halla codificado en el genoma nuclear. Cuando una célula recibe ciertos estímulos que le hacen tomar la decisión de morir, pone en marcha una serie de procesos que dan lugar a la activación de unas proteínas especiales, las caspasas, las cuales se encargan, directa o indirectamente, de degradar las moléculas y estructuras intracelulares. Si bien en la célula apoptótica la membrana se halla íntegra, su medio interno está siendo destruido por estas proteínas. Cuando moléculas de fosfatidilserina, un fosfolípido que normalmente se localizan en la cara interna de la membrana se sitúa en la parte externa de la membrana, “el macrófago identifica que la célula está muerta y procede a su eliminación mediante un proceso denominado fagocitosis (literalmente, engulle a la célula)”. (8) (Figura 2)

http://www.comoves.unam.mx/numeros/ojodemosca/61

http://www.comoves.unam.mx/numeros/ojodemosca/61

http://www.comoves.unam.mx/numeros/articulo/89/cuando-el-estres-oxidativo-nos-alcance




http://www.comoves.unam.mx/assets/revista/219/guiadelmaestro_219.pdf


https://es.wikipedia.org/wiki/Apoptosis


https://es.wikipedia.org/wiki/Caspasa

https://es.wikipedia.org/wiki/Caspasa

https://es.wikipedia.org/wiki/Fosfol%C3%ADpido

https://es.wikipedia.org/wiki/Fosfol%C3%ADpido



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Figura 2, representación gráfica de la apoptosis. “La apoptosis tiene como función biológica, mantener la estabilidad de las células en los tejidos (homeostasis)” (Pág. 51)... También denominada “Muerte celular programada” Después de la fase G2 ocurre la mitosis, donde los cromosomas se duplican y se distribuyen de manera que cada célula resultante obtiene un cromosoma de cada



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tipo que la constituye, por lo general, de forma inmediata es seguida por la citocinesis. Que es la división del citoplasma.(9) Por último en el ciclo celular, existe una fase Go, denominada Senescencia celular: El estado de Go es de reposo y ausencia de crecimiento, que difiere de todos los estados que experimenta el ciclo celular.

“es el proceso iniciado como respuesta al estrés y daño ocurrido en una célula,

y constituye una ruta alternativa de respuesta a la muerte celular programada y es de vital importancia para suprimir la formación de células cancerígenas. También está asociada a la reparación de tejidos e inflamación de los mismos, procesos asociados al crecimiento de tumores. De esta manera, la senescencia celular está asociada a los procesos de supresión y promoción de tumores simultáneamente, al igual que en el envejecimiento y reparación de tejidos, roles que son diametralmente opuestos; sin embargo, de seguir el comportamiento in vitro, este proceso podría considerarse un ejemplo de pleiotropía antagonística, donde un gen puede tener un impacto de adaptación positivo en algunos rasgos y simultáneamente un impacto negativo sobre otros.” Recuperado de:https://es.wikipedia.org/wiki/Senescencia_celular

La ausencia de factores de crecimiento apropiados lleva a las células a una especie de latencia en el ciclo celular, en el cual el sistema de control no avanza a través de G1, ya sea porque es incapaz o porque no lo necesita; además, si se suprimen los nutrientes a la célula, ésta no podría proseguir con el ciclo. (10) Actividad 3, Recuperada de: https://www.educ.ar/recursos/70193/el-ciclo-celular Completa el siguiente cuadro:

https://es.wikipedia.org/wiki/Citocinesis



https://es.wikipedia.org/wiki/Senescencia_celular


https://es.wikipedia.org/wiki/Estr%C3%A9s

https://es.wikipedia.org/wiki/Estr%C3%A9s



https://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1ncer

https://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1ncer

https://es.wikipedia.org/wiki/Pleiotrop%C3%ADa

https://es.wikipedia.org/wiki/Pleiotrop%C3%ADa



https://www.educ.ar/recursos/70193/el-ciclo-celular

https://www.educ.ar/recursos/70193/el-ciclo-celular



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Mitosis Elaborado por: María Guadalupe Valencia Mejía

Identifica a la mitosis como parte del ciclo celular y como proceso de división celular. En el ciclo celular el estado M representa a la "mitosis", y es cuando ocurre la división nuclear (los cromosomas se separan) y citoplasmática (citocinesis). La mitosis es un proceso donde el flujo de la información genética, contenida en sus cromosomas, pasa sin cambio a las células de la siguiente generación. El proceso tiene lugar por medio de una serie de operaciones sucesivas que se desarrollan de una manera continua, y que para facilitar su estudio han sido separadas en varias etapas. El resultado de este proceso es la división del núcleo en dos núcleos idénticos que contienen la misma cantidad de material hereditario. La duración del fenómeno varía según el tipo celular y las condiciones del medio, sobre todo la temperatura.

El proceso de la mitosis es continuo y sólo para facilitar su descripción se ha dividido

en cuatro fases: Profase, Metafase, Anafase y Telofase.

Profase: Es la primera parte de la mitosis, en ella la membrana nuclear y el nucléolo

desaparecen. El centriolo se divide en dos centriolos hijos, los cuales emigran a

cada uno de los polos opuestos de la célula, formando entre ellos los filamentos del

huso acromático. Los filamentos de la cromatina se condensan de manera que los

cromosomas se hacen visibles al microscopio, notándose que están formados por

dos unidades longitudinales llamadas cromátidas.

Metafase: Los cromosomas se disponen en el ecuador del huso acromático

formando la placa ecuatorial.

Anafase: Las cromátidas que forman cada cromosoma se separan dirigiéndose

cada una a los polos opuestos.

Telofase: Se integran los núcleos hijos con sus membranas nucleares y nucleólos,

los cromosomas se alargan y vuelven a su forma de filamentos de cromatina,

desaparece el huso acromático y por último se forma un tabique en el citoplasma o

un estrangulamiento en el mismo que divide a la célula en dos (3).

Interfase: El período durante el cual la célula no se está reproduciendo se denomina interfase. Generalmente las células permanecen más tiempo en esta fase, que en la mitosis.



70

La importancia de la mitosis radica en su condición de reproducción celular por excelencia, característica de la inmensa mayoría de las formas de vida que actualmente pueblan la Tierra. En este punto, es fundamental recordar que el material genético de las células puede organizarse de dos modos distintos. Por un lado, los organismos procariontes se caracterizan por un cromosoma único que no presenta envoltura en un núcleo. Estas células (bacterias, algunas algas primitivas) se dividen por simple fisión. En cambio, los organismos eucariontes (vegetales, incluidas las demás algas, hongos, protistas, animales) conservan el material genético de sus células en una estructura subcelular denominada núcleo. En el interior nuclear, el ADN (ácido desoxirribonucleico) se encuentra ordenado y “empaquetado” en un número par de cromosomas. Durante la mitosis, el material genético contenido en el núcleo se ordena de modo tal que cada uno de los cromosomas es copiado por enzimas específicas para repartirse en partes iguales en cada una de las dos células hijas que surgirán de este proceso. Por lo tanto, la mitosis consiste en un mecanismo reproductivo durante el cual la totalidad del ADN de una célula eucarionte es copiado a sí mismo para dar lugar a nuevos elementos celulares. Los tejidos con mayor proporción de mitosis son aquellos que se caracterizan por una rápida renovación celular o por un crecimiento sostenido y continuo. Sobresalen en este aspecto los tejidos embrionarios, todos los epitelios (piel y mucosas de distintos órganos) y la mayor parte de las células reproductivas. Por el contrario, los tejidos más estables se caracterizan por la ausencia de división de sus células y, por ende, de mitosis. En este contexto, las células musculares y las neuronas de los mamíferos superiores, como el hombre, ya no realizan mitosis. La mitosis es un fenómeno muy controlado y ajustado para evitar alteraciones durante la reproducción celular. En los tejidos neoplásicos, el proceso de mitosis pierde ese control biológico y las células se reproducen de un modo acelerado y sin regulación, lo que explica gran parte del comportamiento del cáncer y otras enfermedades asociadas. En los sistemas eucariontes pluricelulares, la mitosis produce células genéticamente idénticas, por lo que es un proceso de multiplicación celular que participa en el desarrollo, el crecimiento y de la reparación tisular del organismo La mitosis completa, que es el fundamento del crecimiento, y de la reproducción asexual.



71


1. Define los siguientes conceptos: cromatina, cromosoma, centriolo, huso

acromático, cromátidas, 2. Indica las estructuras que señalan las flechas de la siguiente figura

Karp G. (2004). Biología Celular y Molecular. Editorial McGraw Hill Interamericana. Figura 14-21. Pág 597

3. Ilustra cada una de las fases de la mitosis, y explica cada ilustración con un

pie de figura. 4. Investiga ¿cuáles son las diferencias entre la mitosis en células animales y

en células vegetales? 5. Visita el siguiente sitio y observa la mitosis en células animales,

https://www.facebook.com/ScienceNaturePage/videos/1208509732614616/



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TERCERA UNIDAD: ¿CÓMO SE TRANSMITEN LOS CARACTERES HEREDITARIOS Y SE MODIFICA LA

INFORMACIÓN GENÉTICA?

Propósitos: Identificará los mecanismos de transmisión y modificación de la información genética, como responsables de la continuidad y cambio en los sistemas biológicos, para que comprenda su importancia biológica y evolutiva. APRENDIZAJES: ● Explica la meiosis como un proceso que antecede a la reproducción sexual

y produce células genéticamente diferentes. ● Aplica habilidades para recopilar, organizar, analizar y sintetizar la




Tema 1: Reproducción. Meiosis y gametogénesis. Elaborada por: María del Carmen Gutiérrez Coutiño. Desarrollo del tema: MEIOSIS.

Tras la aparición de la mitosis se hizo posible el desarrollo de una variante, la

meiosis. Este tipo de división celular también corresponde a la fase M del ciclo

celular, pero a diferencia de la mitosis, es propio de células germinales, da origen

a los gametos o células sexuales, es decir células hijas con un número

cromosómico haploide y con un contenido genético diferente en cada una de ellas.

Tal como ocurre en la mitosis, antes de la meiosis los cromosomas se replican

durante la fase S y permanecen unidos a sus copias gemelas formando

cromátidas hermanas.

1: Reproducción



73

Todas las células se dividen para multiplicarse, pero la meiosis implica dividirse dos

veces y por lo tanto hay una reducción de la cantidad de cromosomas de la célula

original, es decir, de una célula diploide (2n) da un total de cuatro células haploides

(n). Además, se produce un intercambio de información genética entre los

cromosomas.

La meiosis consta de dos divisiones (llamadas meiosis I y meiosis II) de una célula

diploide acompañada de una única replicación del ADN (previa a la división). El

producto final son cuatro células con n cromosomas. La meiosis se diferencia de la

mitosis en que sólo se transmite a cada célula nueva un cromosoma de cada una

de las parejas, por esta razón, cada gameto contiene la mitad del número de

cromosomas que tiene el resto de las células de un organismo.

Los eventos citoplasmáticos que contempla una división celular en eucariontes,

como la duplicación del centrosoma, el ensamblaje del huso, la ruptura de la

membrana nuclear y su posterior reestructuración, y la formación del surco de

segmentación, por mencionar algunos, ocurren en forma similar en la meiosis, por

lo que centraremos la atención sobre el comportamiento de los cromosomas, pues

es allí donde se encuentran las mayores diferencias entre ambos tipos de división

celular.

Cabe mencionar que cada división meiótica se divide formalmente en los estados

de Profase, Metafase, Anafase y Telofase, respectivamente. De estas la más

compleja y de más larga duración es la Profase I, que tiene sus propias divisiones:

leptoteno, cigoteno, paquiteno, diploteno y diacinesis.

Meiosis 1: Después de la replicación de ADN, los cromosomas homólogos

duplicados, versiones muy parecidas, pero no idénticas de ADN, se reconocen y se

aparean, tal vez mediante interacciones de pares de bases de ADN muy abundantes

y ampliamente distribuidas a lo largo de cada cromosoma. Cuando este

apareamiento ocurre se forma una estructura llamada bivalente que tiene cuatro

cromátidas unidas físicamente en puntos de posición y número variable llamados

quiasmas, lo que permite la recombinación genética, un proceso en el cual un

fragmento de la cromátida materna puede intercambiarse por el fragmento

correspondiente en la cromátida paterna. Este apareamiento puede durar horas,

días o años y corresponde a una larga Profase I.

Los cromosomas bivalentes liberados del núcleo al disolverse la envoltura nuclear,

se asocian con los microtúbulos y al final de la Metafase I se alinean en el ecuador

del huso mitótico, para separarse y comenzar a migrar hacia polos opuestos

marcados por los organizadores del huso durante la Anafase I para, finalmente,

reconstituir dos células en la Telofase I y la citocinesis. El resultado de esta primera

división meiótica origina células haploides en cuanto a dotación de ADN,



74

La siguiente división celular no irá mediada por una fase S, es decir, no habrá

duplicación de ADN.

En la Meiosis II, las cromátidas hermanas que resultaron de la primera división se

asocian a la Profase II para que, al final de la Metafase II, comience la separación

de las cromátidas hermanas en la Anafase II mediante un proceso llamado

disyunción, para dar lugar a una Telofase II y una citocinesis II que origine células

haploides en contenido cromosómico y dotación de ADN, los gametos. Dado que

esta segunda división ocurre en las dos células resultantes de la primera división

meiótica, el resultado final de la meiosis son cuatro células hijas.

La Meiosis tiene dos características importantes, por un lado, los gametos reciben

cromosomas con información recombinada, por lo tanto, distintos a las células

originales y de esta forma los sistemas vivos heredan información genética nueva.

Por otro, producir células que tienen la mitad de la información genética permite

que en la fecundación se restablezca el número completo de copias de cada gen:

uno proveniente de la madre y otro del padre, dos copias en total.

La meiosis está directamente relacionada con la sexualidad y la reproducción sexual

lo cual proporciona a la vida una de las estrategias más importantes que es una

forma nueva de incorporar cambios genéticos con valor adaptativo para la

supervivencia y evolución de las especies. A nivel genético, la meiosis es una de

las fuentes de variabilidad de la información.

El siguiente link es una animación de la Meiosis que se encuentra en la página WEB:

Recursos Universitarios de Aprendizaje (rua).

Animación:

http://www.johnkyrk.com/meiosis.esp.html

Autor:

● John Kyrk

● Multimedia Educational Resource for Learning and Online Teaching.

GAMETOGÉNESIS

La transformación de las células germinales en gametos constituye la

gametogénesis, este proceso surge a partir de la división meiótica de las células

germinales. Todos los sistemas biológicos que llevan a cabo la reproducción sexual

tienen su propia gametogénesis.

En los organismos unicelulares los gametos se forman a partir de la propia célula

por un proceso de meiosis y diferenciación.

http://www.johnkyrk.com/meiosis.esp.html



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En los organismos pluricelulares se forman en órganos especializados. En las

plantas, por ejemplo, estos órganos reciben el nombre de gametangios; los

anteridios son los que producen gametos masculinos: anterozoides; los

arquegonios producen gametos femeninos: oosferas.

En los animales los órganos productores de los gametos son las gónadas: testículos

las gónadas masculinas donde se forman los espermatozoides; las gónadas

femeninas: los ovarios, donde se forman los óvulos.

La formación de óvulos y espermatozoides son procesos que presentan grandes

similitudes. No obstante, existen importantes diferencias por lo que hay que

distinguir una gametogénesis masculina: espermatogénesis y una gametogénesis

femenina: ovogénesis.


A continuación, localiza los links para ingresar al portal académico del CCH y después de leer la información que ahí se te proporciona realiza el ejercicio 1 y la actividad final.

https://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/biologia1/unidad2/meiosis

https://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/biologia1/unidad2/meiosis/ejercicio1

https://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/biologia1/unidad2/meiosis/actividadfi

nal

Revisa el documento en PDF que se incluye al final de la Segunda División Meiótica

del Portal Académico del CCH, en la sección Para saber más, y después de analizar

la ovogénesis y la espermatogénesis, de la especie humana, indica la diferencia en

el número de cromosomas entre los ovocitos primarios y los espermatocitos

primarios.

https://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/biologia1/unidad2/meiosis/segundadi

vision

https://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/biologia1/unidad2/meiosis

https://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/biologia1/unidad2/meiosis/ejercicio1

https://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/biologia1/unidad2/meiosis/actividadfinal

https://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/biologia1/unidad2/meiosis/actividadfinal

https://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/biologia1/unidad2/meiosis/segundadivision

https://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/biologia1/unidad2/meiosis/segundadivision



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Unidad 3. ¿Cómo se transmiten los caracteres hereditarios y se modifica la información genética?

Propósitos: Identificará los mecanismos de transmisión y modificación de la información

genética, como responsables de la continuidad y cambio en los sistemas

biológicos, para que comprenda su importancia biológica y evolutiva.

Aprendizaje:

Compara diferentes tipos de reproducción asexual y sexual, tanto en procariotas como en eucariotas.

● Aplica habilidades para recopilar, organizar, analizar y sintetizar la información proveniente de diferentes fuentes confiables que coadyuven en la comprensión de la biología como ciencia.



Tema 1: Reproducción. Nivel individuo. Elaborada por: Guillermina Murguía Sánchez Desarrollo del tema: Una de las características de los seres vivos es su capacidad para reproducirse. Esto asegura la continuidad de la existencia de sus poblaciones a través del tiempo. Desde luego la reproducción, en última instancia, depende de la reproducción celular. En el caso de organismos unicelulares, como las bacterias (organismos

Bacterias Amiba y paramecio Euglena

Tema 1: Reproducción



77

procariotas) y los protozoarios (organismos eucariotas como las amibas, paramecios y euglenas) cada célula progenitora se divide originando dos células hijas. De igual manera, si bien los organismos multicelulares (formados por células eucariotas) a través de la evolución han desarrollado tejidos que les permiten desempeñar funciones propias relacionadas con la protección, alimentación, comunicación, etc., su estructura y función dependen de la reproducción celular, la cual produce nuevas células hijas idénticas a las células de cada tejido en particular. A este tipo de células se les llama células somáticas o células diploides.

Hongos Plantas Animales

La reproducción, entonces, es el proceso por el que se lleva a cabo la transmisión de las características hereditarias, contenidas en el ADN de cada célula, a su descendencia. Así, aunque existen muchas formas de reproducción, éstas pueden ubicarse en dos grandes grupos: asexual y sexual. La reproducción asexual predominó en el mundo bacteriano de la Tierra primitiva y posteriormente entre los protozoarios. En este caso cada nuevo individuo desciende de un solo progenitor unicelular que, al dividirse produce dos células genéticamente idénticas al mismo. Hoy se presenta en organismos unicelulares y multicelulares. A la reproducción sexual se le calcula una antigüedad de dos mil millones de años. En esta modalidad cada nuevo individuo se origina por la unión de dos células sexuales (haploides): una femenina y una masculina que aporta cada uno de dos progenitores, respectivamente, dando lugar a un cigoto (diploide) que formará al nuevo organismo. En este tipo de reproducción los descendientes son genéticamente diferentes a sus progenitores. Se presenta en organismos eucariontes. Reproducción asexual Las poblaciones que presentan este tipo de reproducción se caracterizan por crecimiento rápido, lo que les permite competir exitosamente por espacio y nutrientes e incluso alcanzar distribución mundial. Se encuentra en procariontes y, entre los eucariontes, destacan los protozoarios y las angiospermas (plantas con flores). En estos últimos grupos la reproducción celular es por mitosis debido a que tienen más de un cromosoma en su acervo genético. En las bacterias (que carecen de núcleo), el ADN está organizado principalmente en un cromosoma circular, el cual se duplica antes de la división celular. En estos



78

organismos de presenta el inicio de una recombinación genética que les permite adquirir nuevos genes, según se observa en los siguientes mecanismos: transformación, transducción y conjugación. Transformación: fragmentos de ADN que provienen de bacterias lisadas pueden incorporarse como un fragmento funcional al ADN de bacterias receptoras.

Transducción: los virus que infectan bacterias para multiplicarse pueden tomar fragmentos de ADN bacteriano y los nuevos virus, al infectar otras bacterias, lo incorporan al ADN de cada célula receptora.

Conjugación: contacto directo entre dos bacterias a través de un canal citoplásmico o pilus que permite el paso de un número variable de genes de plásmido de una célula donadora hacia una célula receptora

Los plásmidos, son moléculas de ADN circular que no cuentan con proteínas asociadas y no forman parte del cromosoma bacteriano. Se reproducen y transmiten de manera independiente y confieren ciertas ventajas por el tipo de genes que contienen; así, se identifican plásmidos de resistencia a antibióticos, degradativos de substancias, de virulencia que producen bacterias patógenas, de fertilidad (como se muestra en la figura), etc. Gracias a su capacidad de reproducción independiente, los plásmidos son empleados en la ingeniería genética. A su vez, los organismos unicelulares eucariontes tienen su ADN en más de un cromosoma y por ello la duplicación de su material genético se lleva a cabo a través de la mitosis, previamente a la división celular. Por tanto, primero se divide el núcleo (cariocinesis) y después se divide el citoplasma (citocinesis). Las formas más frecuentes de reproducción asexual son: Bipartición o fisión binaria.- Es la forma más sencilla de reproducción, el organismo se divide en dos partes aproximadamente iguales y cada nueva célula crece hasta



79

alcanzar las dimensiones propias de la especie. Se presenta en bacterias y protistas.

Bacteria Paramecio Euglena Gemación.- Se forma una yema que crece y puede llegar a desprenderse del progenitor o permanecer unido a él. La Hydra (animal multicelular) y hongos como la levadura tienen esta forma de reproducción.

Hydra Levadura

Esporulación. El progenitor se divide formando numerosas esporas protegidas por una pared celular que les permite resistir condiciones ambientales adversas y germinar ante condiciones favorables dando lugar a un nuevo individuo. Se encuentra en bacterias, hongos, musgos, helechos y algunos protistas.

Esporofito con soros

Soro con esporangios

Esporangio con esporas

Espora germinada



80

Fragmentación. El individuo se divide en trozos o fragmentos y cada uno de ellos da origen a un nuevo organismo. Se presenta en animales invertebrados como las estrellas de mar, anémonas y esponjas.

Reproducción vegetativa. Este tipo de reproducción es común en las plantas con flores o angiospermas. Consiste en la formación de un nuevo individuo a partir de una porción del cuerpo de la planta progenitora que puede ser: raíz, tallo, hoja. Dependiendo de la parte de la planta se pueden distinguir:

Tubérculos: tallos subterráneos

engrosados cuya función es almacenar

almidón. Por ejemplo, cada “hoyuelo” de la

papa puede originar una planta completa



81

Bulbos: tallos subterráneos formados por

hojas carnosas concéntricas que con el

tiempo se dividen en varios bulbillos de los

que saldrán nuevas plantas. Ejemplos: ajo,

cebolla, puerro.

Rizomas: Son tallos subterráneos

horizontales; cada cierta distancia desarrolla

hacia arriba los tallos de cada nueva planta.

Ejemplos: Lirio, bambú, helecho.

Estolones o tallos rastreros: tallos

horizontales que crecen sobre el suelo y,

cada cierta distancia, emiten tallos

verticales. Estas estructuras presentan

yemas de las que surgen brotes

originando nuevos vástagos que pueden

independizarse. Ejemplos: Fresa, pasto.

Esqueje: porción de raíz, tallo u hoja que se

establece en un substrato adecuado,

induciendo la formación de raíces y

posteriormente una nueva planta

independiente. Ejemplos: caña (tallo),

violeta africana (hoja).



82

Reproducción sexual

Las poblaciones con reproducción asexual tienden a ser vulnerables ante cambios

ambientales debido a que los individuos en esencia son idénticos y generalmente

están adaptados a ambientes estables, así que la única forma de que la vida

continúe es que en la población exista diversidad génica, es decir, que los individuos

tengan diferentes potencialidades adaptativas.

En este sentido, la evolución de la reproducción sexual en organismos eucariotas

condujo a la aparición de especies biparentales o dioicas con individuos femeninos

y masculinos formados por células diploides (somáticas), genéticamente idénticas,

que se reproducen por mitosis pero capaces de formar células haploides (sexuales),

genéticamente diferentes, que se reproducen por meiosis. Se les llama también

gametos, como se observa en animales y plantas, aunque también se encuentran

en protozoarios y hongos:

óvulos y espermatozoides oosferas y anterozoides en óvulos y polen en plantas con semilla en animales musgos y helechos

Con mayor frecuencia el gameto masculino es pequeño y tiene capacidad de

desplazamiento para fusionarse con el gameto femenino, que es más grande e

inmóvil y contiene reservas nutritivas. Esta condición también ocurre en individuos

hermafroditas es decir, que presentan en su organismo estructuras productoras de

gametos femeninos y masculinos.

Al respecto, entre los múltiples grupos de organismos se distinguen tres

modalidades de producción de gametos o células sexuales:



83

En animales y plantas la reproducción por

oogamia corresponde a la fusión de dos gametos diferentes, según la figura anterior.

En los animales las células sexuales femeninas son los óvulos y se producen en los

ovarios, mientras que las masculinas son los espermatozoides y se producen en los

testículos.

En las angiospermas la flor es la estructura que contiene a los órganos que

participan en la reproducción sexual: el pistilo realiza la función femenina y el

estambre la función masculina.

Las células sexuales femeninas están dentro de los óvulos, que se forman en el

ovario, mientras que las masculinas están en el interior de los granos de polen, los

cuales se producen en las anteras.

Isogamia.- Gametos idénticos

Anisogamia o heterogamia.- El gameto

femenino es más grande y lento que el

masculino. Ambos son móviles.

Oogamia.- Gameto femenino grande,

inmóvil, contiene reservas alimenticias;

gameto masculino de menor tamaño

con capacidad de desplazamiento.



84

Ovario con óvulos Ovocélula dentro Tipos de polen Células masculinas de un óvulo dentro de un polen

Durante la fecundación, la fusión de una célula sexual femenina con una célula

sexual masculina dará origen a un cigoto, célula diploide que producirá las células

somáticas que forman a cada organismo.

Fecundación en animales Embrión Fecundación en plantas Semilla con embrión

Como hemos visto, en los eucariotas (principalmente en los multicelulares) la

reproducción se caracteriza por una alternancia de fases nucleares donde la mitosis

corresponde a una fase diploide que forma las células somáticas del cuerpo de cada

individuo y una fase haploide que produce células sexuales por meiosis.

En los animales, al alcanzar la madurez, los

órganos sexuales (formados por células diploides)

se activan en la producción de óvulos y

espermatozoides (células haploides). En este caso

la fecundación puede ser interna, como en insectos

y la mayoría de los vertebrados, o externa como en

los corales y peces; en este caso óvulos y

espermatozoides son liberados al medio acuático.



85

Este fenómeno se conoce como Alternancia de generaciones y consiste en el

desarrollo de dos fases diferentes pero complementarias en el ciclo de vida de cada

especie: una fase gametofítica que produce gametos y una fase esporofítica que

produce esporas. Su máxima expresión se encuentra en el reino Plantae, que está

conformado por cuatro divisiones o grupos taxonómicos:

Musgo (Bryophyta) Helecho (Pteridophyta)Pino (Gimnosperma) Tabachin (Angiosperma) Plantas que no producen semillas Plantas que producen semillas Gametofito conspicuo, el Esporofito dominante en estas tres divisiones

esporofito muy pequeño Gametofito independiente Gametofito totalmente dependiente

Por ejemplo, en el musgo (la planta que ponemos en el nacimiento), la fase

gametofítica está representada por el gametofito, individuo multicelular haploide que

es independiente, realiza fotosíntesis y se establece en ambientes húmedos. Este

individuo verde tiene la función es producir gametos en tejidos especiales: el

arquegonio forma y protege a una oosfera (célula sexual femenina inmóvil) y el

anteridio libera al anterozoide (célula sexual masculina).

La fase esporofítica inicia cuando cada anterozoide entra al arquegonio para realizar

la fecundación de la oosfera. Del cigoto se desarrolla el esporofito diploide y allí se

lleva a cabo la meiosis para producir las esporas que, al ser liberadas, germinan

produciendo un nuevo gametofito, completando así el ciclo de vida. En este grupo

el esporofito depende del gametofito y, si bien ambos son multicelulares, el

esporofito es de corta vida.



86

Finalmente, mientras que en gimnospermas y

angiospermas la fase esporofítica es dominante en el

ciclo de vida (como apreciamos en árboles, hojas,

flores) la fase gametofítica está restringida al interior de los óvulos y de los sacos

polínicos.

El mismo proceso

ocurre en los helechos,

sólo que lo más visible

es el esporofito; el

gametofito es pequeño,

independiente y de

corta vida. Ambos

grupos no producen

semillas.

Esporofito Gametofito



87

D) Sugerencias de Actividades de aprendizaje teórico-prácticas - Define: Organismo procariota. Organismo eucariota. Reproducción sexual. Reproducción asexual.

- Explica la diferencia entre transformación, transducción y conjugación como fuentes de variabilidad genética en las bacterias

- Explica el significado de los siguientes términos: Bipartición o fisión binaria. Gemación. Esporulación.

Heterogamia. Fragmentación. Reproducción vegetativa.

- Escribe ejemplos de: tubérculo, bulbo, rizoma, estolón, esqueje.



88



Propósitos: Identificará los mecanismos de transmisión y modificación de la información genética, como responsables de la continuidad y cambio en los sistemas biológicos, para que comprenda su importancia biológica y evolutiva. Aprendizajes.

● Reconoce las leyes de Mendel como la base de la explicación de la herencia en los sistemas biológicos.

● Aplica habilidades para recopilar, organizar, analizar y sintetizar la información proveniente de diferentes fuentes confiables que coadyuven en la comprensión de la biología como ciencia.



Tema 2. Herencia. Herencia mendeliana. Elaborado por: Ana Leticia Cuevas Escudero

Desarrollo del tema: Conceptos clave

Gen, genotipo, fenotipo, alelos, alelos dominantes y recesivos, homocigoto,

heterocigoto, línea pura, dihíbrido, hibrido.

Las leyes básicas de la transferencia de la información genética fueron definidas

por G. Mendel en 1865. Johann Gregory Mendel Monje Austriaco (1822 – 1884),

a menudo llamado el "padre de la genética," la Genética es la rama de la Biología

que trata de la herencia y de su variación. La herencia se refiere a que la

descendencia tiende a asemejarse a sus padres, basándonos en el hecho de que

nuestro aspecto y función biológica, es decir, nuestro fenotipo, viene determinado

2. Herencia



89

en gran medida por nuestra constitución genética, es decir, nuestro genotipo. Sería

justo decir que Mendel tenía mucha determinación: perseveró a través de

circunstancias difíciles para hacer algunos de los descubrimientos más importantes

en biología, El cual se basó en la hibridación de plantas, dicho experimento fue

fundamental para determinar el concepto de gen. La constitución genética de un

individuo se denomina genotipo y los rasgos hereditarios están determinados por

factores hereditarios, ahora llamados genes. Los genes vienen en pares (es decir,

están presentes en dos copias en un organismo) estos genes se encuentran en

diferentes versiones, ahora llamados alelos. Cuando un organismo tiene dos

diferentes alelos de un gen, uno (el alelo dominante) esconderá la presencia del otro

(alelo recesivo) y determinará la apariencia. Es decir, tendremos alelos homocigotos

AA dominantes y alelos homocigotos aa recesivos o alelos heterocigotos recesivos

Aa.

Mendel utilizó como modelo experimental para estudiar las leyes de la herencia a

cepas puras de plantas de chícharo (Pisum sativum), las cuales son fáciles de

cultivar y cruzar. Para sus estudios estadísticos, este investigador seleccionó

características fenotípicas fáciles de identificar como el color (verde y amarillo) y la

textura de las semillas (lisa y rugosa)

Mendel estudió la herencia de siete características diferentes en los guisantes, que

incluyen altura, color de la flor, color de la semilla y forma de la semilla. Para ello,

primero estableció líneas de guisantes con dos formas diferentes de una

característica, como altura grande frente a baja. Cultivó estas líneas por

generaciones hasta que fueron genéticamente puras (siempre producen

descendientes idénticos a los padres), luego las cruzó y observó cómo se heredan

los rasgos.

En una primera serie de experimentos de cruzas entre plantas de chícharos, Mendel

encontró que, en la primera generación, o generación F1, toda la progenie mostró

solamente una de las dos características alternativas. Por ejemplo, todas las plantas

producto de la cruza entre plantas de chícharos de semillas amarillas y de semillas

verdes fueron de semillas amarillas.



90

A las características que aparecieron en la generación F1, Mendel las llamó

características dominantes. Para responder a la pregunta de qué había pasado con

las características alternativas, Mendel dejó que las plantas de la F1 se

autopolinizaran, " se puede poner cualquier letra, mientras que una sea mayúscula

y la otra minúscula"

Las características que habían desaparecido en la F1 reaparecieron en la segunda

generación, o F2. Mendel llamó a estas características como recesivas y concluyó

que las características heredadas eran determinadas por factores discretos, pero

separables. Estos factores necesitaban estar en las plantas de la F1 en forma de

pares: un par era heredado del progenitor materno y el otro del paterno. Los factores

apareados se separaban otra vez cuando las plantas de la generación F1 producían

células sexuales maduras o gametos. Cada gameto contendría uno solo de los

miembros del par original. Así, en su primera ley o principio de segregación, Mendel

propuso: “Los dos miembros de un par de factores se segregan separados en cada

uno de los gametos, por lo que la mitad de los gametos lleva un miembro de un par

y la otra mitad de los gametos lleva al otro factor” (Curtis y Barnes, 1989)

Además de registrar cómo se veían las plantas en cada generación, Mendel contó

el número exacto de plantas que mostraban cada rasgo. Sorprendentemente,

encontró patrones muy similares de herencia para las siete características que

estudió: Una forma de una característica, como alta, siempre ocultó a la otra forma,

como baja, en la primera generación después del cruzamiento. Mendel llamó a la

forma visible el rasgo dominante y a la forma oculta el rasgo recesivo.

¿Qué resultados encontró Mendel en sus cruzamientos para el color de la flor? En

la generación de los padres P, Mendel cruzó una planta de flores violeta de genética

pura con una planta de flores blancas de genética pura. Cuando las recolectó y



91

plantó las semillas producidas en este cruzamiento, Mendel encontró que el 100 por

ciento de las plantas en la siguiente generación, F1, tuvo flores violetas. La sabiduría

convencional en aquel momento hubiera predicho que las flores de híbridos deben

ser violeta pálido, es decir que los rasgos de los padres deben mezclarse en la

descendencia. En cambio, los resultados de Mendel demostraron que el rasgo de

flor blanca había desaparecido totalmente. Llamó al rasgo que era visible en la

generación F1(flores violetas) rasgo dominante y al rasgo que estaba oculto o

perdido (flores blancas) rasgo recesivo.

Es de notar que Mendel no detuvo ahí su experimentación. Al contrario, dejó que

las plantas F1 se autofecundaran. Entre sus descendientes, llamados la

generación F2, encontró que 705 plantas tenían flores violetas y 224 tenían flores

blancas. Eso era una relación de 3.1 flores violetas a una flor blanca

aproximadamente. Es decir, una relación de 3:1 que no era al azar. Para las otras

seis características que examinó Mendel, las dos generaciones F1 y F2 se

comportaron de la misma forma que para el color de la flor. Uno de los dos rasgos

desaparecería completamente de la generación F1 y reaparecería en la F2, en una

relación de aproximadamente 3:1.

De acuerdo con la ley de segregación, solo una de las dos copias de los genes

presentes en un organismo se distribuye a cada gameto (óvulo o espermatozoide)

que produce, y la asignación de las copias de los genes es al azar. Cuando un óvulo

y un espermatozoide se unen en la fertilización, forman un nuevo organismo, cuyo

genotipo consiste en los alelos contenidos en los gametos. El diagrama siguiente

ilustra esta idea:



92

Fig1. Crédito de la imagen: "Experimentos de Mendel: Figura 2," por Robert Bear et al., OpenStax, CC BY 4.0

El cuadro de cuatro casillas que se muestra para la generación de F2, en la figura1

es conocido como cuadro de Punnett. Para realizar un cuadro de Punnett, todos

los posibles gametos de los padres se escriben a lo largo de la parte superior (para

el padre) y lateral (para la madre) de una cuadrícula. Aquí, puesto que es

autofertilización, la misma planta es padre y madre.

Después, se hacen las combinaciones de óvulo y espermatozoide en las casillas

del cuadro, lo que representa la fertilización para formar individuos nuevos. Debido

http://cnx.org/contents/[email protected]:NjE8d7G4@7/Mendels-Experiments

https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/



93

a que cada casilla representa un evento con la misma probabilidad de ocurrir,

podemos determinar las relaciones de genotipo y fenotipo al contar las casillas

La ley de la segregación nos permite predecir cómo se hereda una sola

característica asociada a un solo gen. Pero, en algunos casos, podríamos querer

predecir la herencia de dos características asociadas a dos diferentes genes.

¿Cómo podemos hacer esto

Para hacer una predicción exacta, necesitamos saber si los dos genes se heredan

de forma independiente o no. Es decir, necesitamos saber si ellos se "ignoran" el

uno al otro cuando se reparten en los gametos, o si "permanecen juntos" y se

heredan como una unidad. Estas preguntas llevaron a G. Mendel a encontrar que

diferentes genes se heredan independientemente unos de otros, siguiendo lo que

se llama la ley de distribución independiente

La ley de la distribución independiente de Mendel establece que los alelos de

dos (o más) genes diferentes se reparten en los gametos de forma independiente el

uno del otro. En otras palabras, el alelo de un gen que recibe un gameto no influye

en el alelo que recibe de otro gen.

Ejemplo: la ley de la distribución independiente.

Imagina que cruzamos dos plantas de guisantes genéticamente puras: una con

semillas redondas amarillas (YYRR) y otra con semillas arrugadas verdes (yyrr).

Debido a que cada padre es homocigoto, la ley de la segregación nos dice que los

gametos de la planta arrugada verde son ry y los gametos de la planta redonda

amarilla son RY. Eso nos da descendencia F1 que es RrYy.

El alelo que especifica el color amarillo de la semilla es dominante al alelo que

especifica el color verde de la semilla y el alelo que especifica la forma redonda es

dominante al alelo que especifica la forma arrugada, como se muestra por las letras

mayúsculas y minúsculas. Esto significa que las plantas F1, son amarillas y

redondas. Puesto que son heterocigotas para dos genes, las plantas F1 se

llaman dihíbridas (di- = dos, -híbrido = heterocigoto).

Una cruza entre dos dihíbridos (o, de forma equivalente, la autofecundación de un

dihíbrido) se conoce como cruza dihíbrida. Cuando Mendel hizo esta cruza y miró

a la descendencia, se encontró que había cuatro categorías diferentes de semillas

de guisante: amarillas y redondas, amarillas y rugosas, verdes y redondas, y verdes

y rugosas. Estas categorías fenotípicas (categorías definidas por rasgos

observables) aparecieron en una razón aproximada de 9:3:3:1.

https://es.khanacademy.org/science/biology/classical-genetics/mendelian--genetics/a/the-law-of-segregation



94

fig 2 Crédito de la imagen: "Experimentos de Mendel: Figura 2," por Robert Bear et al., OpenStax, CC BY 4.0

Esta relación fue la pista clave que llevó a Mendel a la ley de la distribución

independiente. Esto se debe a que una proporción de 9:3:3:1, es exactamente lo

que se esperaría ver si la planta F 1 creó cuatro tipos de gametos (espermatozoides

y óvulos) con la misma frecuencia: YR, Yr, yR, y yr. En otras palabras, este es el

resultado que nos gustaría predecir si cada gameto consiguiera al azar un

alelo Y o y, y, en un proceso separado, también consiguiera al azar un

alelo R o r (creando cuatro combinaciones igualmente probables).

Podemos confirmar el vínculo entre los cuatro tipos de gametos y la

proporción 9:3:3:1 utilizando el cuadro de Punnett anterior. Para hacer el cuadro,

primero ponemos los cuatro tipos de gametos igualmente probables a lo largo de

cada eje. Entonces, unimos los gametos en los ejes en las casillas de la tabla, que

representan los eventos de fertilización. Los 16 eventos de fertilización de igual

probabilidad que pueden ocurrir entre los gametos se muestran en las 16 cajas. Los

genotipos de los descendientes en las cajas corresponden a una proporción de

fenotipos de 9:3:3:1, tal como lo observó Mendel que las características se

heredaron independientemente: una característica, como la altura de una planta, no

influenció la herencia de otras características, como el color de la flor o la forma de

la semilla.

http://cnx.org/contents/[email protected]:NjE8d7G4@7/Mendels-Experiments

https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/



95


Define gen, alelo, genética, carácter hereditario, homocigoto, heterocigoto, alelos,

locus, alelos dominantes y recesivos, hibridación, genotipo y fenotipo.

Realiza los siguientes ejercicios y explica que Ley de Mendel es, justifica tu

respuesta.

1. Realiza un esquema del diagrama de Punnett que muestre los resultados de un

cruzamiento de dos flores rosas heterocigotas del dondiego de noche.

2. En los conejos, el alelo que determina el color de pelo marrón es dominante sobre

el del pelo blanco.

a) ¿Qué notación se emplea para representar ambos alelos?

b) ¿Qué color de pelo tendrá la descendencia al cruzar conejos blancos? Razona

tu respuesta con un cuadro de Punnet de descendencia.

c) Al cruzar dos conejos marrones nacen doce crías: nueve marrones y tres blancas.

Razona este resultado con tu cuadro de Punnet.

3. Explica qué significado tiene en la segunda ley de Mendel el hecho de que en la

F2 se hable de una proporción 3:1.

4. En los seres humanos, la formación de hoyuelos es una característica dominante.

El modelo de herencia de los hoyuelos es como el del color de los guisantes (dos

formas, tener o no hoyuelos, uno dominante y otro recesivo). A partir de las leyes

de Mendel explica si padres que no tienen hoyuelos pueden tener un hijo con

hoyuelos y cómo se transmiten este carácter en la reproducción.

Para aprender y repasar

http://www.objetos.unam.mx/biologia/herenciaMendeliana/

https://www.educatina.com/video?categoria=ciencias&subcategoria=biologia&ram

a=introduccion-a-la-biologia&tema=introduccion-a-la-genetica&nombre=las-leyes-

de-mendel

https://es.khanacademy.org/science/biology/classical-genetics/mendelian--

genetics/v/introduction-to-heredity

http://diccionariobiologica.blogspot.mx/2009/03/aminoacidos.htmlAprendizajz

http://www.objetos.unam.mx/biologia/herenciaMendeliana/

https://www.educatina.com/video?categoria=ciencias&subcategoria=biologia&rama=introduccion-a-la-biologia&tema=introduccion-a-la-genetica&nombre=las-leyes-de-mendel



https://es.khanacademy.org/science/biology/classical-genetics/mendelian--genetics/v/introduction-to-heredity

https://es.khanacademy.org/science/biology/classical-genetics/mendelian--genetics/v/introduction-to-heredity

http://diccionariobiologica.blogspot.mx/2009/03/aminoacidos.htmlAprendizajz



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Propósitos: Identificará los mecanismos de transmisión y modificación de la información genética, como responsables de la continuidad y cambio en los sistemas biológicos, para que comprenda su importancia biológica y evolutiva.

APRENDIZAJES: ● Distingue a la herencia ligada al sexo y la codominancia como otros

modelos de relación entre cromosomas y genes. ● Aplica habilidades para recopilar, organizar, analizar y sintetizar la




Tema 2: Herencia. Variantes de la herencia Mendeliana Elaborada por: Sara Noemí Morales Durán Desarrollo del tema: Los trabajos de Mendel demostraron la presencia de dos variantes (alelos) para una misma característica y que podían manifestarse o no y ser expresados en función de las características observables (fenotipo). Sin embargo, años después de estos descubrimientos, investigaciones realizadas por científicos como Theodor Boveri, Walter Sutton y comprobadas por Thomas Hunt Morgan mostraron que no todas las relaciones alélicas se manifiestan de la misma manera, ya que estas variaciones alélicas pueden expresar fenotipos diferentes a los mencionados por Mendel y en algunas ocasiones pueden afectar

2. Herencia



97

la supervivencia de las poblaciones, mediante el aumento y disminución de los individuos que la conforman. La genética molecular es la encargada de estudiar dichas interacciones alélicas conocidas como “Variantes de la herencia Mendeliana” para explicar estos mecanismos de expresión. Estas variantes se clasifican en función a su consecuencia, y son:

● RELACIÓN ENTRE LOS ALELOS DE UN GEN Un individuo heterocigoto presenta dos alelos para un mismo gen y puede establecer las siguientes relaciones: -Dominancia incompleta: Un descendiente de dos organismos homocigotos, puede presentar un fenotipo intermedio y distinto al de los progenitores, un ejemplo se presenta en una enfermedad de origen genético denominada Hipercolesterolemia familiar, en la cual el individuo heterocigoto (Hh) que presenta la enfermedad, tiene niveles de colesterol en sangre superiores a lo normal, lo que los hace propensos a presentar ataques cardíacos antes de los 30 años. (figura 1)

Fig. 1 Hipercolesterolemia Familiar

http://www.genomasur.com/BCH/BCH_libro/capitulo_18.htm

Codominancia: Se produce cuando un organismo heterocigoto presenta como dominantes al mismo tiempo las características fenotípicas de sus progenitores, por ejemplo, en la cruza de una yegua de pelaje blanco y un caballo de pelaje negro, el potrillo resultante será negro y blanco.

● EFECTOS SOBRE LA SUPERVIVENCIA Alelo letal: Es aquel que causa la muerte de un individuo generalmente en las primeras etapas de su desarrollo, modificando las proporciones esperadas. Se presenta como dominante, apareciendo tanto en homocigosis como en heterocigosis. En los gatos Manx un alelo letal ( t ) en heterocigosis interfiere en el desarrollo de la espina dorsal impidiendo el desarrollo de la cola, cuando se tienen



98

dos copias del mismo alelo letal provocan deformidad en el embrión y la pérdida de este.

La acondroplasia conocida como enanismo se produce por genes letales dominantes con efecto letal recesivo, si se presenta como dominante da la muerte perinatal

● EFECTO SOBRE EL FENOTIPO

Pleitropía: Su nombre proviene de las raíces griegas pleios que significa muchos y tropo: cambios, es decir es una interacción entre genes, que ocurre cuando cambios en un solo gen provocan la aparición de distintos fenotipos; afectando varias características no relacionadas.

tomado de www.nature.com/scitable/topicpage/pleiotropy-one-gene-can-affect-multiple-traits-569.

● ALELOS MÚLTIPLES Dentro del locus de un cromosoma pueden encontrarse tres o más genes distintos, que controlan la aparición de un rasgo. Los grupos sanguíneos en humanos son un ejemplo de alelos múltiples, existen tres formas representadas por los alelos "A", "B", "0". Los alelos A y B son codominantes entre sí y su característica principal es que cada uno de ellos codifica la síntesis de una proteína específica que se localiza en la superficie de los glóbulos rojos; son el antígeno A y el antígeno B. La forma alélica 0 es recesiva con respecto a los alelos

http://www.nature.com/scitable/topicpage/pleiotropy-one-gene-can-affect-multiple-traits-569



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A y B y a su vez no produce ningún antígeno. La jerarquía de dominancia en este caso es: A = B > 0 Genotipo AA, A0 BB, B0 AB 00 Fenotipo A B AB 0

● INTERACCIÓN ENTRE GENES Epistasis: La palabra proviene del griego que significa interrupción, es decir, es un tipo de interacción entre dos o más genes situados en el mismo loci, en un mismo cromosoma y que modifica o enmascara la su expresión del otro. Se distinguen cuatro tipos de epistasis y en cada una las proporciones clásicas se ven alteradas. Epistasis dominante. Se produce cuando el gen dominante es epistático sobre otro gen no alelo a él. Epistasis recesiva. En este tipo de interacción un gen recesivo actúa como gen epistático sobre otro gen no alelo. Epistasis doble dominante. En esta interacción, los genes presentes en los dos locus que intervienen en la característica, serán epistáticos en condición dominante. Epistasis doble recesiva. Para que se produzca, los genes actúan como genes epistáticos deben estar en condiciones recesivas. (tomado y modificado de https://www.ecured.cu/Epistasis)

https://www.ecured.cu/Epistasis



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D) Sugerencias de Actividades de aprendizaje teórico-prácticas Casos problema 1- Un criador de perros raza xoloitzcuintle “perro pelón mexicano” desea tener hembras y machos homocigotos sin pelo, sin embargo algunos cachorros han nacido con pelo y el 25% han muerto ¿A qué se debe esto? ¿Cuál es la probabilidad de obtener perros pelones homocigotos? ¿Qué deberá hacer el criador para obtener los resultados deseados? 2- En un poblado de Veracruz llamado Yanga (origen africano), el 36 % de la población son del grupo sanguíneo A heterocigotos y el 47 % de los individuos presentan grupo sanguíneo Rh + también heterocigotos. Zynaia tiene sangre tipo A Rh+ y desea casarse con Nyanga cuyo grupo sanguíneo es AB Rh-. ¿Cuál es la probabilidad de que el primer hijo sea A Rh-? ¿Cuál es la probabilidad de que sea de grupos sanguíneos distintos al de la madre? ¿Cuál es la probabilidad de que sea de grupos sanguíneos distintos al del padre?



101

TERCERA UNIDAD: ¿CÓMO SE TRANSMITEN LOS

CARACTERES HEREDITARIOS Y SE MODIFICA LA


Propósitos: Identificará los mecanismos de transmisión y modificación de la información genética, como responsables de la continuidad y cambio en los sistemas biológicos, para que comprenda su importancia biológica y evolutiva. APRENDIZAJES: ● Distingue a la teoría cromosómica de la herencia como la explicación en la

transmisión de los caracteres.

● Aplica habilidades para recopilar, organizar, analizar y sintetizar la información confiable proveniente de diferentes fuentes que contribuyan a la comprensión de la reproducción, transmisión y modificación de la información genética.

● Realiza investigaciones en las que aplique conocimientos y habilidades, al fomentar actividades con las características del trabajo científico y comunica de forma oral y escrita los resultados empleando un vocabulario científico.

● Muestra actitudes favorables hacia el trabajo colaborativo. ● Muestra actitudes favorables hacia la ciencia y sus productos. ● Desarrolla hábitos y técnicas de estudio y administra su tiempo. ● Muestra una actitud crítica y reflexiva ante la relación ciencia–tecnología–

sociedad– ambiente. ● Aplica habilidades, actitudes y valores en la realización de investigaciones


2. Herencia. Teoría cromosómica de la herencia. Elaborada por: Sandra Saitz Ceballos Desarrollo del tema: La teoría cromosómica de la herencia se inicia a principios del siglo XX, y responde a un conjunto de hechos establecidos que determinan la relación entre los principios mendelianos y los cromosomas para tratar de explicar la transmisión de fenotipo y genotipo de los progenitores a su descendencia.

2. Herencia



102

Esta teoría plantea que los alelos son partes de cromosomas homólogos apareados y fue desarrollada de forma independiente, en 1902, por Theodor Boveri (Alemania) y Walter Sutton (Estados Unidos). Uno de los postulados de la teoría cromosómica de la herencia establece que los

genes se encuentran en los cromosomas. Sin embargo, también se sabe que no

todo el material genético que constituye un cromosoma contiene genes.

Cada gen presenta variantes, llamadas alelos. En un mismo cromosoma, un gen se

ubica en un lugar definido y constante, a menos que ocurra una mutación. Al lugar

que ocupa un gen en un cromosoma se le denomina locus, en plural loci. Por lo

tanto, como en nuestras células somáticas presentamos dos copias de cada

cromosoma, un gen específico se ubica en el mismo locus en la pareja de

cromosomas, o cromosomas homólogos. Esta pareja se caracteriza por ser similar

tanto en forma como en el conjunto de genes, de los cuales los cromosomas son

portadores.

Figura tomada de: http://www.biologiaescolar.com/2014/07/teoria-cromosomica-de-la-herencia.html

La recombinación genética es el proceso mediante el cual se intercambian

segmentos de ADN o ARN de dos organismos, dando como resultado la formación

de nuevas combinaciones génicas a partir de la información hereditaria ya existente,

contribuyendo así a aumentar la variabilidad del material genético.

En los organismos con reproducción sexual, la recombinación genética ocurre

durante la meiosis en diferentes procesos. El primero de ellos es conocido

como entrecruzamiento o crossing-over y se lleva a cabo en la profase de la

primera división meiótica. Durante esta etapa, los cromosomas homólogos se

encuentran apareados formando una estructura denominada tétrada, y gracias a

un conjunto de proteínas de andamiaje (complejo sinaptonémico), se conectan

http://4.bp.blogspot.com/-aXuI9_hbiJc/U8hZrgHA4vI/AAAAAAAABjA/V6RZrXRHRwQ/s1600/72.+Teor%C3%ADa+Cromosomica+de+la+Herencia.png



103

físicamente en determinados puntos. Cuando se observan al microscopio óptico,

estos puntos son denominados quiasmas. En cada uno de estos puntos, las

cromátidas no hermanas de un mismo par cromosómico intercambian los alelos de

un mismo locus; en otras palabras, intercambian las variantes de un mismo gen. Por

lo tanto, los cromosomas que finalmente llegan a un gameto luego de la meiosis, y

que llevan esta nueva combinación de alelos, diferirán ligeramente de los

cromosomas que estaban presentes en la célula original.

Figura tomada de http://www.biologiaescolar.com/2014/07/teoria-cromosomica-de-la-herencia.html

Desde 1905, en Inglaterra, William Bateson revisaba por primera vez la obra de

Mendel y la difundía al reconocer en ella un aporte sin precedentes. De hecho, basó

sus trabajos de investigación en los postulados mendelianos sobre la transmisión y

la aparición de ciertos rasgos, de padres a hijos, que se deben a la presencia o

ausencia de determinados “factores”. En la época en la que Mendel realizó sus

investigaciones no se conocían los genes “factores” ni el papel de la meiosis en la

herencia de los caracteres.

Su investigación le llevó a descubrir que tales “factores” pueden interactuar entre sí,

y dar lugar a caracteres diferentes y nuevos (proporciones 9:4:3 y 9:7 de los

cruzamientos dihíbridos).

De este modo, Bateson trató las excepciones que se descubrieron y que rivalizaban

con la propuesta de Mendel. A esas excepciones las denominó “acoplamiento” y

“repulsión” de los factores.



104

Fueron estas “excepciones” las que también interesaron a Thomas Hunt Morgan y

a sus discípulos (el grupo de la Drosophila) quienes comenzaron sus trabajos en

1910.

En sus indagaciones observaron tres pares de cromosomas homólogos

(autosomas) en machos de la especie de la mosca del vinagre, junto con un par de

cromosomas parecidos, que no idénticos, a los que denominaron

heterocromosomas e identificaron con las letras X e Y. Más adelante, Morgan

descubrió que varias características como el color del cuerpo de la mosca, el color

de sus ojos, el tamaño de sus alas, entre otras, eran hereditarias y que se

transmitían juntas.

Luego de varias pruebas concluyó que había cuatro grupos de genes que se

heredaban porque estaban en el mismo cromosoma. Por este motivo los llamó

genes ligados.

Morgan continuó con sus investigaciones y determinó que los genes se ubican

linealmente sobre los cromosomas.

También determinó que el intercambio de fragmentos de cromosomas responde a

la recombinación, y que hay información genética que conservan y transmiten estos

cromosomas mediante el proceso de mitosis.

Todo esto significaba que los cromosomas se distribuyen junto con los factores que

contiene, durante los procesos de reducción y reproducción. Esto es: acoplados, no

independientes.

Thomas Morgan y su “grupo de la Drosophila” (Alfred Henry Sturtevant, Calvin

Blackman Bridges y Hermann Joseph Muller), eligieron a la mosca de la

fruta, Drosophila melanogaster, como su organismo experimental, que resultó ser

un "material ideal" para una gran variedad de investigaciones genéticas ya que ella

posee un reducido número de cromosomas (4 pares) y su tiempo de vida es muy

corto (15-21 días), establecieron que los elemente (factores) de Mendel, eran los

genes y están ubicados en los cromosomas por lo que se terminó de formular la

teoría cromosómica de la herencia. Morgan y su grupo presentaban la teoría

mendeliana bajo una nueva concepción materialista mecanicista que cautivó a los

jóvenes biólogos del mundo.

La teoría cromosómica de la herencia ha tenido aportaciones posteriores, y hoy día

puede resumirse en los siguientes postulados:

a) Los factores (genes) que determinan los factores hereditarios del

fenotipo se localizan en los cromosomas.

b) Cada gen ocupa un lugar específico o locus (en plural es loci) dentro

de un cromosoma concreto.



105

c) Los genes (o sus loci) se encuentran dispuestos linealmente a lo largo

de cada cromosoma, la distancia entre genes se mide en centimorgan

(cM).

d) Los genes alelos (o factores antagónicos) se encuentran en el mismo

locus de la pareja de cromosomas homólogos, por lo que en los

organismos diploides cada carácter está regido por un par de genes

alelos.

Figura tomada de:

http://recursos.cnice.mec.es/biologia/bachillerato/segundo/biologia/ud05/02_05_04_02_02.html


a) Elabora una línea del tiempo de cómo se construyó la Teoría cromosómica

b) Realiza un glosario con los siguientes términos: gen, alelos, loci,

entrecruzamiento, cromosomas homólogos.

c) Explica la importancia del entrecruzamiento para la evolución de las especies



106



Propósitos: Identificará los mecanismos de transmisión y modificación de la información genética, como responsables de la continuidad y cambio en los sistemas biológicos, para que comprenda su importancia biológica y evolutiva. APRENDIZAJES: ● Aprecia que las mutaciones son fuente de cambio en los sistemas biológicos. ● Aplica habilidades para recopilar, organizar, analizar y sintetizar la información confiable proveniente de diferentes fuentes que contribuyan a la comprensión de la reproducción, transmisión y modificación de la información genética. ● Realiza investigaciones en las que aplique conocimientos y habilidades, al fomentar actividades con las características del trabajo científico y comunica de forma oral y escrita los resultados empleando un vocabulario científico. ● Muestra actitudes favorables hacia el trabajo colaborativo. ● Muestra actitudes favorables hacia la ciencia y sus productos. ● Desarrolla hábitos y técnicas de estudio y administra su tiempo. ● Muestra una actitud crítica y reflexiva ante la relación ciencia–tecnología–sociedad– ambiente. ● Aplica habilidades, actitudes y valores en la realización de investigaciones escolares, sobre alguno de los temas o situación cotidiana relacionada con los contenidos del curso.

2. Herencia: Mutación y cambio genético. Elaborada por: Sara Noemí Morales Durán

Las modificaciones en la sobrevivencia de los individuos de una población pueden estar determinadas por las interacciones entre los alelos y esto al igual que otros factores pueden producir cambios llamados mutaciones.

Una mutación se define como cualquier cambio en las características del genoma, es decir en la información genética de una célula o individuo, La

2. Herencia



107

unidad genética capaz de mutar es el gen (unidad de información hereditaria que forma parte del ADN). Por lo tanto, mutación es la alteración (adición, pérdida o cambio) de la secuencia de nucleótidos del ADN (o en el caso de virus, del ARN). Todos los seres vivientes, sin excepción, sufren mutaciones en sus genomas y este proceso aleatorio es considerado la base de la evolución, ya que son la fuente primaria de variabilidad genética en las poblaciones, permitiendo la aparición de individuos con polimorfismos (variabilidad genética) que les permiten la sobrevivencia.

Sin embargo, no todas las mutaciones son benéficas ya que existen un gran número de estas que puede presentar efectos patológicos que pueden provocar enfermedades hereditarias.

Para los organismos pluricelulares, las mutaciones se pueden encontrar dentro de las regiones de un gen que codifican a la proteína, en regiones externas a los genes o dentro de las células (somáticas o gaméticas). Las mutaciones pueden ser naturales o espontáneas y se categorizan de la siguiente manera:



108


Casos problema

1- Un criador de perros raza xoloitzcuintle “perro pelón mexicano” desea tener

hembras y machos homocigotos sin pelo, sin embargo, algunos cachorros han

nacido con pelo y el 25% han muerto

¿A qué se debe esto?

¿Cuál es la probabilidad de obtener perros pelones homocigotos?

¿Qué deberá hacer el criador para obtener los resultados deseados?

2- En un poblado de Veracruz llamado Yanga (origen africano), el 36 % de la

población son del grupo sanguíneo A heterocigotos y el 47 % de los individuos

presentan grupo sanguíneo Rh + también heterocigotos. Zynaia tiene sangre tipo

A Rh+ y desea casarse con Nyanga cuyo grupo sanguíneo es AB Rh-.

¿Cuál es la probabilidad de que el primer hijo sea A Rh-?

¿Cuál es la probabilidad de que sea de grupos sanguíneos distintos al de la madre?

¿Cuál es la probabilidad de que sea de grupos sanguíneos distintos al del padre?



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Propósitos: Identificará los mecanismos de transmisión y modificación de la información genética, como responsables de la continuidad y cambio en los sistemas biológicos, para que comprenda su importancia biológica y evolutiva. APRENDIZAJES: ● Reconoce las implicaciones biológicas y éticas de la manipulación del

material genético. ● Aplica habilidades para recopilar, organizar, analizar y sintetizar la

información confiable proveniente de diferentes fuentes que contribuyan a la comprensión de la reproducción, transmisión y modificación de la información genética.

● Realiza investigaciones en las que aplique conocimientos y habilidades, al fomentar actividades con las características del trabajo científico y comunica de forma oral y escrita los resultados empleando un vocabulario científico.

● Muestra actitudes favorables hacia el trabajo colaborativo. ● Muestra actitudes favorables hacia la ciencia y sus productos. ● Desarrolla hábitos y técnicas de estudio y administra su tiempo. ● Muestra una actitud crítica y reflexiva ante la relación ciencia–tecnología–

sociedad– ambiente. ● Aplica habilidades, actitudes y valores en la realización de investigaciones


Tema 2 Herencia. Manipulación del DNA. Elaborada por: María Guadalupe Valencia Mejía Manipulación genética Desde que el hombre se vuelve sedentario, sus actividades se centraron en la agricultura y ganadería y se fueron desarrollando las técnicas de manipulación genética para realizar cruces selectivos en plantas y animales con el propósito

2. Herencia



110

de conseguir un determinado fenotipo o se han utilizado las propiedades bioquímicas de los microorganismos para obtener alimentos. En la actualidad, gracias a la manipulación genética de las bacterias, se han podido obtener sustancias químicas de interés para el ser humano, proteínas que se usan como vacunas o drogas para curar determinadas enfermedades. ¿Qué es la biotecnología? Biotecnología consiste en el aprovechamiento de sistemas biológicos naturales para obtener productos de utilidad para el ser humano, es todo uso o alteración industrial o comercial de organismos, células o moléculas biológicas encaminado a alcanzar metas prácticas específicas. La biotecnología moderna genera material genético alterado mediante la ingeniería genética. En muchos casos la ingeniería genética comprende la producción de DNA, recombinante por combinación del DNA de organismos diferentes. El DNA se transfiere entre organismos por medio de vectores, como plásmidos bacterianos, por ejemplo. Los organismos resultantes se describen como transgénicos. Algunas de las metas principales de la ingeniería genética son mejorar nuestro conocimiento de la función de los genes, tratar enfermedades y mejorar la agricultura. ¿Cómo se recombina el DNA en la Naturaleza? La recombinación natural del DNA se lleva a cabo mediante procesos como la reproducción sexual (durante el entrecruzamiento), la transformación bacteriana, donde las bacterias adquieren DNA de plásmidos u otras bacterias, y la infección viral, en la que los virus incorporan fragmentos del DNA de sus huéspedes y transfieren los fragmentos a miembros de la misma o de otra especie. ¿Cómo se recombina el DNA en los laboratorios de ingeniería genética? El DNA se corta en fragmentos específicos reproducibles mediante enzimas de restricción. Estos fragmentos se insertan en un vector, que hace posible la replicación del DNA, dentro de una célula huésped. La unión de un fragmento de DNA y un vector produce moléculas de DNA recombinante. ¿Cómo identifican genes específicos los investigadores? Para identificar un gen especifico, habitualmente los investigadores deben aislar una molécula de DNA, recombinante que contiene el gen que les interesa. Se dispone de muchos métodos para identificar genes específicos, entre ellos el análisis de RFLP (polimorfismos de longitud del fragmento de restricción), la semejanza con otros genes previamente clonados, el producto proteínico que el gen produce y el rescate de una mutación. El análisis del RFLP, también se aplica en el análisis de huellas digitales de DNA, en el que se utilizan enzimas de restricción para descomponer el DNA, en fragmentos cuyas diversas longitudes son características de cada individuo. Las huellas digitales de DNA permiten establecer el parentesco de individuos y se utilizan en la ciencia forense para analizar material biológico presente en la escena de un crimen y vincularlo con el sospechoso.



111

¿Qué aplicaciones tiene la biotecnología? Una vez que se ha identificado un gen, es posible generar la cantidad suficiente para establecer la secuencia de nucleótidos del gen. Para establecer secuencias de DNA se utiliza típicamente un procedimiento conocido como reacción en cadena de la polimerasa (PCR), que también sirve para sintetizar fragmentos específicos de DNA. Los investigadores pueden entonces sintetizar y estudiar la proteína codificada o idear pruebas para detectar formas del gen que han sufrido mutación. La biotecnología está revolucionando la agricultura al permitir a los científicos crear por ingeniería genética plantas resistentes a plagas y herbicidas y con mejores propiedades para su transporte y consumo, así como producir mejores fibras. ¿Qué es la ingeniería genética? La ingeniería genética es una rama de la biotecnología que consiste en modificar las características hereditarias de un organismo en un sentido predeterminado mediante la alteración de su material genético. Suele utilizarse para conseguir que determinados microorganismos como bacterias o virus aumenten la síntesis de compuestos, formen compuestos nuevos, o se adapten a medios diferentes. Además, tiene otras aplicaciones muy importantes para los seres humanos y abre un futuro de inmensas posibilidades, aunque no exento de prevenciones. Tres son las grandes áreas de aplicación de la ingeniería genética: Obtención de productos biológicos: Genes humanos pueden ser introducidos en bacterias para que éstas produzcan enormes cantidades de una determinada sustancia. Por ejemplo, algunas hormonas, como la insulina o la hormona del crecimiento, usadas para el tratamiento de enfermedades. Mejora animal y vegetal en ganadería y agricultura: Genes manipulados pueden ser introducidos en animales y plantas para así modificar algunos de sus productos, hacerlos resistentes a enfermedades, insecticidas o herbicidas. Terapia génica: consiste en la aportación de un gen funcionante a las células que carecen de esta función, con el fin de corregir una alteración genética o enfermedad adquirida. La terapia génica se divide en dos categorías. La primera es la alteración de las células germinales, lo que origina un cambio permanente de todo el organismo y generaciones posteriores. El segundo tipo de terapia génica, terapia somática celular, es análoga a un trasplante de órgano. En este caso, uno o más tejidos específicos son objeto, mediante tratamiento directo o extirpación del tejido, de la adición de un gen o genes terapéuticos en el laboratorio, junto a la reposición de las células tratadas en el paciente. Se han iniciado diversos ensayos clínicos de terapia genética somática celular destinados al tratamiento de cánceres o enfermedades sanguíneas, hepáticas, o pulmonares. La ingeniería genética consiste en la manipulación del ácido desoxirribonucleico, o ADN. En este proceso son muy importantes las llamadas enzimas de restricción producidas por varias especies bacterianas. Las enzimas de restricción son capaces

http://www.quimicaweb.net/Web-alumnos/GENETICA%20Y%20HERENCIA/Paginas/19.htm



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de reconocer una secuencia determinada de la cadena de unidades químicas (bases de nucleótidos) que forman la molécula de ADN, y romperla en dicha localización. Los fragmentos de ADN así obtenidos se pueden unir utilizando otras enzimas llamadas ligasas. Por lo tanto, las enzimas de restricción y las ligasas permiten romper y reunir de nuevo los fragmentos de ADN. También son importantes en la manipulación del ADN los llamados vectores, partes de ADN que se pueden autorreplicar (generar copias de ellos mismos) con independencia del ADN de la célula huésped donde crecen. Estos vectores permiten obtener múltiples copias de un fragmento específico de ADN, lo que hace de ellos un recurso útil para producir cantidades suficientes de material con el que trabajar. El proceso de transformación de un fragmento de ADN en un vector se denomina clonación, ya que se producen copias múltiples de un fragmento específico de ADN. Otra forma de obtener muchas copias idénticas de una parte determinada de ADN es la reacción en cadena de la polimerasa, de reciente descubrimiento. Este método es rápido y evita la clonación de ADN en un vector. Proceso que aboca a la formación u obtención de clones o poblaciones de organismos clónicos. En realidad, el término designa dos operaciones distintas según se trate de poblaciones biológicas o moleculares. Se denomina asimismo clonación la reproducción exacta de segmentos de ADN o genes mediante su inserción en microorganismos o, incluso, in vitro. Así sucede en la obtención de múltiples copias idénticas de ADN a partir de un pequeño fragmento inicial, mediante la técnica de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) La oveja Dolly El 22 de febrero de 1997 se dio a conocer a través de los medios de comunicación el artículo publicado en la revista Nature –una de las de mayor trascendencia en el campo de las ciencias biológicas- acerca del desarrollo experimental obtenido por un equipo de investigadores británicos: la clonación de la oveja Dolly. Se trataba de un animal clónico resultante de una transferencia nuclear desde una célula donante diferenciada a un ovocito no fecundado y enucleado, implantado después en una hembra portadora. En realidad, esta noticia, junto a otras procedentes igualmente de Gran Bretaña, constituyó una de las contribuciones científicas –en el dominio de las ciencias biomédicas. De más impacto de los últimos tiempos. Habría que remontarse a 1953 cuando James Watson y Francis Crick dieron a conocer un descubrimiento trascendental para el desarrollo de la moderna biología: su modelo tridimensional para la estructura en doble hélice del ADN. Veinticinco años después, exactamente en 1978, nació el primer bebé probeta, Louise Brown, “hija” científica de Robert Edwards, que abría la puerta de la reproducción asistida. Tan solo unos pocos años antes –a principios de los setenta- en Estados Unidos y Gran Bretaña nacieron, las primeras tecnologías del ADN recombinante que hicieron posible el despegue de la ingeniería genética. Naturaleza del material genético, inseminación

http://www.quimicaweb.net/Web-alumnos/GENETICA%20Y%20HERENCIA/Paginas/19.htm



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artificial y reproducción asistida, clonación e ingeniería genética; he aquí los pilares en que se sostiene actualmente la transformada relación del hombre con la naturaleza. Ian Wilmut, el líder del grupo de investigación británico que realizó la clonación de la oveja Dolly, había trabajado anteriormente en la implementación de técnicas para la congelación de semen y de embriones. En 1986, en colaboración con L Smith, inició sus estudios de clonación por transferencia de núcleos. Ambos consiguieron el nacimiento de un cordero, desarrollado a partir de un embrión producto de la fusión de una célula procedente de las primeras divisiones del embrión con el citoplasma de un ovocito enucleado. Ello indicaba que, por lo menos en el cordero, un grupo de células de aquella primera fase de segmentación embrionaria –el blastocito- mantenía todavía la totipotencia (característica de las células embrionarias que consiste en la capacidad de originar todo tipo de tejidos diferenciados). Ian Wilmur y Keith Campbell junto con su equipo llevaron a cabo sus experimentos en el Instituto Roslin de Edimburgo, creado en 1993 como resultado de la fusión de diversas instituciones de la universidad de Edimburgo dedicadas a investigación animal, fisiología y genética experimental. El instituto Roslin contaba con fondos procedentes del Ministerio de Agricultura, instituciones privadas, fundaciones y de la Unión Europea. La novedad en el nacimiento de la oveja Dolly estribó en que la célula de la que provenía era una célula diferenciada o especializada, procedente de un tejido concreto –la glándula mamaria- de un animal adulto. Hasta ese momento se suponga que solo se podían obtener animales clónicos con células procedentes de embriones, es decir, con células no especializadas. Mientras que en los animales inferiores la clonación experimental no presenta mayores problemas, en los vertebrados –y especialmente en los mamíferos- las dificultades son muy grandes, hasta el punto de disuadir a buena parte de los que en los últimos cincuenta años lo había intentado. Sin ir más lejos, en 1984, dos investigadores del Wistar Institute de Filadelfia, J. McGrath y D. Solter, publicaron en la prestigiosa revista Science que la clonación de mamíferos por transferencia nuclear era biológicamente imposible. Con esta afirmación pusieron en la picota los trabajos de algunos investigadores de renombre que unos años antes habían dado a conocer el resultado de sus experimentos: obtener embriones de ratón a partir de células ya diferenciadas procedentes de blastocitos. En realidad, muchos de estos intentos previos abocaban a la formación de células y embriones con aberraciones cromosómicas. Estudiadas las posibles causas de estas aberraciones se descubrió que la mayor parte de las células utilizadas hasta entonces estaban en fase de crecimiento o en fase de replicación de su ciclo celular. En consecuencia, al producirse la fusión tenía lugar una nueva replicación del ADN y una condensación prematura de la cromatina que conducía a la aparición de las aberraciones. La técnica de Ian Wilmut y Keith Campbell no era radicalmente nueva. Estos mismos científicos ya se habían dado a conocer un año antes al conseguir ovejas



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clónicas entre sí a partir de células procedentes de embriones cultivados in vitro antes de ser implantadas de nuevo. Lo realmente nuevo era la manera de sortear las dificultades con que tropezaba la manipulación celular en los mamíferos, cuyas células están sujetas a un alto grado de control. Una de sus principales aportaciones técnicas consistió en la reactivación eléctrica del ovocito –célula precursora del óvulo- con lo que se consiguió que le núcleo de la célula donante no perdiera su envoltura nuclear. La segunda innovación del protocolo práctico de Wilmut y Campbell consistió en interrumpir el ciclo normal de división de las células embrionarias antes de su fusión. Para ello las células donantes fueron puestas a dieta –en hibernación- en una solución salina cuya concentración en factor de crecimiento les permitiera mantenerse al borde de la apoptosis, es decir, de la muerte celular programada. Ahí precisamente radicó buena parte del éxito que acompañó a los investigadores: en una reprogramación genética del ciclo celular que la mayoría consideraba hasta entonces inviable en el caso de células ya diferenciadas.

Un puzzle de tres millones de piezas

Craig Venter ha comparado la descodificación del ADN humano con la reconstrucción de un puzle. Para lograr encajar los tres millones de piezas en las que lo ha desmontado ha necesitado la ayuda de potentes ordenadores.

El fin de 6000 enfermedades

Los científicos están convencidos de que, tras descifrar el gran misterio de la vida, serán capaces de comprender el funcionamiento de cada un de los genes del ser humano y, sobre todo, saber por qué muchos de ellos dejan de funcionar, provocando un gran número de enfermedades, en su mayoría mortales.

Hallazgos que promete el genoma

La obtención del mapa genético humano ha generado un aluvión de pronósticos que podrían dejar en simples anécdotas las más fantásticas predicciones de la ciencia ficción.

Beneficios de genoma

Recambio, Prevención Belleza Terapia génica Esperanza de vida

¿Nos parecemos tanto los seres humanos?

Los humanos compartimos el 99,2% de nuestro patrimonio genético.

Los semáforos genéticos

Con un aparato denominado gene array (matriz de genes) es posible visualizar los genes que están activos en cada célula. Las manchas rojas indican la presencia o ausencia de un gen y, la intensidad del color, su abundancia.

El método de los cuatro colores

Con el método llamado cromatografía se descifran las secuencias de cuatro bases químicas del ADN. Cuando un láser pasa por los fragmentos de ADN, la radiación luminosa que emiten se capta y transforma en una secuencia de colores que un ordenador identifica como bases.

Una idea genial James Watson y Francis Crick idearon el modelo de ADN, a modo de mecano, el laboratorio de Cavendish de la Universidad de



115

Cambridge, en Estados Unidos. A partir de entonces, se produjo una revolución científica sin precedentes.

Un código secreto De momento, se sabe que el ADN contiene las órdenes para "fabricar" un ser humano. A partir de ahora empieza lo más apasionante: descubrir sus instrucciones.

¿Es posible debatir principios y aparcar intereses?

Algunos argumentos impiden ver el alcance real de los transgénicos.

Test de seguridad

Además de los controles para averiguar su posible impacto medioambiental, los alimentos transgénicos pasan numerosos test de composición química.

Transgénicos: alimentos de diseño

Los alimentos transgénicos no son, en absoluto, inocuos.

La polémica del control

Los controles de seguridad sobre los alimentos obtenidos se Organismos Modificados Genéticamente (OMG) se basan en el concepto de equivalencia sustancial: si un ingrediente de origen transgénico, sometido a análisis químico, no puede distinguirse del mismo ingrediente obtenido por medio de técnicas tradicionales, se considera que es inocuo para la salud humana.

Sustitutos del petróleo Además de producir alimentos en grandes cantidades, los cultivos de plantas transgénicas podrían ser de gran utilidad para fabricar plásticos biodegradables.

El poder de la biotecnología

Los vegetales con fármacos serán posibles gracias a la genética.

Plantas de alta tecnología Los vegetales pueden ser “vacunados” injertando genes virales en su ADN.

Un gigantesco laboratorio Los cultivos de plantas transgénicas para el consumo humano no han dejado de crecer en todo el mundo. Actualmente hay plantas de casi 40 millones de hectáreas.

De la probeta al plato

La producción de plantas modificadas genéticamente ha abierto una brecha insalvable entre consumidores y ecologistas, que pronostican la aparición de graves desequilibrios ambientales y trastornos en la salud, y los científicos que defienden la inocuidad de estos alimentos. Éste es el menú que se cuece en los laboratorios.

D) Sugerencias de Actividades de aprendizaje teórico-prácticas Para reconocer los conceptos más importantes relacionados a la manipulación genética te sugerimos entres a la siguiente página: https://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/biologia1/unidad3/manipulacionGen1/actividadFinal y completes el mapa conceptual. También entra en: https://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/biologia1/unidad3/manipulacionGeneticaII/actividadFinal y resuelve las 6 preguntas que se te presentan.

https://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/biologia1/unidad3/manipulacionGen1/actividadFinal

https://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/biologia1/unidad3/manipulacionGen1/actividadFinal

https://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/biologia1/unidad3/manipulacionGeneticaII/actividadFinal

https://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/biologia1/unidad3/manipulacionGeneticaII/actividadFinal



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E) Formas de autoevaluación o verificación del aprendizaje

Relaciona las siguientes columnas:

1. Programas

de

investigación

( ) a) Plantea que las funciones no pueden llevarse a

cabo fuera del organismo vivo

2. Paradigma ( ) b) Organización sistemática del conocimiento acerca

del mundo pretende formular teorías que expliquen

las relaciones que existen entre diferentes clases

de fenómenos y procura explicar por qué los

hechos ocurren de cierta manera y bajo ciertas

condiciones.

3. Mecanicismo ( ) c) Cuerpo de conocimientos teóricos y metodológicos

que son reconocidos durante cierto tiempo, como

modelo de problemas y soluciones de una

sociedad científica determinada

4. Ciencia ( ) d) Estructuras teóricas y metodológicas definen los

objetos de estudio y las estrategias mediante las

cuales puede abordarse su estudio

e) Plantea que la vida era algo muy especial pero no

radicalmente distinta de los sistemas no vivos

5. ¿Por qué los organismos se consideran sistemas vivos?

6. ¿Cuáles son las moléculas de las que están construidos los seres vivos?

7. ¿A qué se refiere la capacidad de metabolizar?

8. ¿A qué tipo de estímulos del ambiente responden los seres vivos?

9. Al lado de cada componente coloca la letra que corresponde al nivel de

organización pertenece cada uno:

a) Célula b) biosfera c) órgano d) organismo e) molécula f) tejido

Componente Nivel de organización

Corazón

Neurona

piel

cerebro

perro



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Felinos

Glóbulo rojo

selva

carbohidratos

Helecho

flor

raíz

10. Ordena de lo más simple a lo más complejo.

a) Órgano

b) Sistema de órgano

c) Comunidad

d) Tejido

e) Célula

f) Molécula

11. Es el postulado de la teoría celular propuesta por Virchow

a) La célula es la unidad más pequeña de los organismos

b) Toda célula se origina de una preexistente

c) Todos los organismos se componen de una o más células

d) Las células son la unidad funcional de los seres vivos

12. Robert Hooke observó al microscopio unas estructuras huecas que correspondían a:

a) Bacterias agrupadas

b) El hueco dejado por células vegetales muertas

c) Células animales en movimiento

d) Organismos unicelulares

13. El término célula fue propuesto por:

a) Hooke

b) Schwann

c) Dutrochet

d) Leeuwenhoek

14. Son la principal fuente de energía

a) Lípidos

b) Carbohidratos

c) Ácidos nucleicos

d) Proteínas

15. Enlace que se forma por síntesis de deshidratación para formar polisacáridos a) Peptídico



118

b) Glucosídico

c) No tiene

d) Fosfodiéster

16. Pentosa de los nucleotidos en el ARN a) Sacarosa

b) Maltosa

c) Ribosa

d) Desoxirribosa

17. Forma parte del exoesqueleto en insectos y crustáceos a) Celulosa

b) Quitina

c) Peptidoglucano

d) Glucosa

18. Componente de la membrana celular cuya función es la relación celular, siendo receptores de moléculas externas.

a) Colesterol

b) Proteínas

c) Glucolípidos

d) Bicapa de fosfolípidos.

19. Son aislantes térmicos, que colaboran al disminuir la pérdida de calor; es muy densa en los animales que viven en aguas frías.

a) Lípidos

b) Carbohidratos

c) Proteínas

d) Lipoproteínas.

20. Componente de la membrana celular que estabiliza su fluidez a) Colesterol

b) Proteínas

c) Glucoproteínas

d) Bicapa de fosfolípidos.

21. Las lipoproteínas de alta densidad, _________ porque_______ a) perjudican la salud; aumentan con los ácidos grasos insaturados y

disminuyen con los ácidos grasos saturados.

b) benefician la salud; aumenta con los ácidos grasos saturados y

disminuyen con los ácidos grasos insaturados.

c) benefician la salud; impide que se formen tapones en los vasos

sanguíneos.

d) perjudican la salud; al presentarse con exceso se acumula en la

pared de las arterias y puede ocasionar infartos en el miocardio, o

trombosis.



119

22. Esteroide femenino a) Cortisona

b) Testosterona

c) Progesterona

d) Oxitocina

23. Lípidos saponificables a) Ceras

b) Esteroides

c) Terpenos

d) Prostglandinas

24. Catalizadores de reacciones químicas. a) Enzimas

b) Vitaminas

c) Cofactores

d) Apoenzima

25. Base nitrogenada presente en el ARN. a) Uracilo

b) Adenina

c) Timina

d) Guanina

26. ARN responsable de transportar los codones. a) ADN

b) ARN

c) ARNm

d) ARNt

27. El ADN eucariota se encuentra también en los a) Peroxisomas y mitocondrias.

b) Cloroplastos y mitocondrias.

c) Cloroplastos y bacterias.

d) Lisosomas y retículo endoplásmico.

28. Característica del ADN.

a) Transporte de aminoácidos b) Cadenas paralelas c) Doble hélice d) Monocatenario.



120

29. Observa el siguiente esquema y anota el nombre de algunas de las estructuras

en cada tipo de célula.



121

30. Identifica la PRESENCIA o AUSENCIA de cada orgánulo indicado en el cuadro en las células procariotas y/o en las eucariotas vegetales y animales.

CARACTERÍSTICAS CÉLULA

PROCARIOTA

EUCARIOTA ANIMAL

EUCARIOTA VEGETAL

Membrana plasmática

Membrana nuclear

Núcleo

Cloroplastos

Mitocondrias

Ribosomas

Cromosomas

Nucléolo

Orgánulos con membrana

Vacuolas Presentes y Presentes y

Citoesqueleto

Pared celular

Ejercicio tomado de la siguiente dirección electrónica. http://www.geopaloma.com/biologia_2b/unidades/ejercicios/act9tctema2.htm

http://www.geopaloma.com/biologia_2b/unidades/ejercicios/act9tctema2.htm



122

Relación de columnas

31. Mantiene la forma de la célula proporcionándole soporte estructural

( ) A. Microfilamentos, filamentos intermedios y microtúbulos

32. Los elementos del citoesqueleto son: ( ) B. Actina y miosina

33. Proteínas implicadas en el movimiento de los filamentos

( ) C. Cilios

34.Tipo de movimiento que participa en el proceso de división celular en animales

( ) D. Flagelos bacterianos

35. Están compuestos por una proteína llamada flagelina

( ) E. Flagelos eucariotas

36. Están construidos por tubulina ( ) F. Citoesqueleto

37. Estructuras filamentosas de origen citoplasmático

( ) G. Citocinesis

Subraya la respuesta correcta.

38. Principal pigmento presente en el cloroplasto necesita la energía lumínica del sol

para iniciar el proceso de la fotosíntesis.

a) Tanino

b) Clorofila

c) Resina

d) Cianocobalamina

39. Reactivo tomado del ambiente por las plantas u organismos fotosintéticos para

producir oxígeno.

a) Dióxido de carbono

b) Sales minerales

c) Agua

d) Nitratos

40. Producto generado en la fase oscura de la fotosíntesis que sirve para dar energía

para la planta.

a) Glucosa

b) Oxígeno

c) Agua

d) Dióxido de carbono

41. De los siguientes organismos indica cuál es el que realiza fotosíntesis.

a) Lombriz de Tierra



123

b) Champiñón

c) Mosquito

d) Alga clorofita

42. Parte del cloroplasto donde ocurre la fase lumínica de la fotosíntesis.

a) Estroma

b) Membrana externa

c) Membrana interna

d) Tilacoides de la grana.

43. Molécula producida durante la respiración que almacena la energía

aprovechable para la célula.

a) Oxígeno

b) ATP

c) Agua

d) Dióxido de carbono.

44. Conjunto de reacciones químicas que ocurren en la matriz mitocondrial,

generando CO2, H+ y e-

a) Cadena respiratoria

b) Glucolisis

c) Pirolisis

d) Ciclo de Krebs

45. Aceptor final de hidrógenos en la cadena respiratoria con el cual se forma agua.

a) Glucosa

b) ATP

c) Oxígeno

d) CO2

46. Compuesto que entra al ciclo de Krebs y que se origina de la transformación

química de los alimentos en el citoplasma.

a) ATP

b) Glucógeno

c) CO2

d) Acetil coenzima A

47. Debido a su función (energía) que tipo de células crees que tengan más

mitocondrias en su citoplasma.

a) Glóbulos rojos.

b) Células musculares

c) Plaquetas

d) Células epiteliales.



124

48. Mecanismo por el cual las instrucciones químicas codificadas en el ADN son

copiadas en el ARNm.

a) Traducción

b) Transcripción

c) Replicación

d) Dilección

49. Nombre que recibe la secuencia de tres nucleótidos que codifica cada

aminoácido:

a) Recón

b) Intrón

c) Codón

d) Exon

50. Es el proceso que permite ensamblar los aminoácidos en cadenas

polipeptídicas:

a) Transcripción

b) Replicación

c) Translocación

d) Traducción

51. Es el codón de iniciación en la síntesis de proteína.

a) FMet

b) AUG

c) F Stop

d) UUA

52. Unidad de transcripción que codifica para la síntesis de una proteína especifica.

a) gen b) enlace peptídico c) aminoácido d) codón

53. Estructuras dentro del núcleo compuestas por DNA y proteínas. Existe un número característico de estas estructuras por especie.

a) cromosomas b) cinetocoros c) centriolos

d) microtúbulos

54. Carácter que se manifiesta únicamente en estado homocigoto.

a) Recesivo

b) Dominante

c) Intermedio

d) Codominante



125

55. Mapa cromosómico total de un individuo, organizado por pares cromosómicos.

a) Cariograma

b) Genoma

c) Genotipo

d) Fenotipo

56. Reconoce que qué tipo de aberración cromosómica es la siguiente: Orden

original de genes j-k-l-m-n Orden alterado j-k-l-m-m-n.

a) Duplicación

b) Deleción

c) Inversión

d) Translocación

57. Los descendientes de la generación filial uno (F1) de una pareja son los:

a) Progenitores

b) Hijos

c) Nietos

d) Bisnietos

58. Natalia tiene el cabello lacio y sus padres lo tienen rizado. Su esposo, Carlos lo

tiene lacio y sus padres también. ¿Cómo será el cabello de sus hijos?

Fundamenta tu respuesta

59. Un ejemplo de característica o rasgo genético es:

a) Tipo de cabello

b) Fragmento de DNA

c) edad

d) cabello rizado

60. Un ejemplo de fenotipo es:

a) Cabello rizado

b) Fragmento de RNA

c) ll

d) LL

61. La cruza entre individuos con cabello lacio y rizado, se simboliza como:

a) LL x ll

b) LL x RR

c) XX o XY

d) ll x rr



126

Relaciona las siguientes columnas a) Las cromátidas se separan y se dirigen a

polos opuestos 62. Profase ( ) b) Se integran los núcleos hijos con sus

membranas nucleares y nucléolos 63. Metafase ( ) c) Los cromosomas se alinean y forman la placa

ecuatorial 64. Anafase ( ) d) No presentan núcleo y su cromosoma es

único y circular 65. Telofase ( ) e) La membrana nuclear y el nucleolo

desaparecen. Se forma el huso acromático. La cromatina se condensa y los cromosomas formados por dos cromátidas se hacen visibles al microscopio.

66. Citocinesis ( ) f) La célula no se está reproduciendo

g) Se forma un tabique o un estrangulamiento en el citoplasma que divide a la célula en dos.

67. Fase de la meiosis en la que se realiza el intercambio de material genético entre

cromosomas homólogos: _____________________________

68. La meiosis a diferencia de la mitosis consta de __________ divisiones.

69. La representación para indicar una célula diploide es ____________ y para la

célula haploide ________

70. Al finalizar la Meiosis se obtiene un total de _________ células haploides.

71. Es una de las características que definen a la meiosis

a) Incrementar al doble la cantidad de cromosomas en las células

hijas

b) Dar lugar a dos células idénticas genéticamente

c) Reducir a la mitad la cantidad de cromosomas en las células hijas

d) Reducir la variabilidad genética



127

72. Escribe en cada imagen el tipo de estructura que origina la reproducción vegetativa

73. Relaciona las siguientes columnas

a. rizoma ( ) tallo subterráneo de hojas carnosas

b. esqueje ( ) tallo subterráneo que almacena almidón

c. bulbo ( ) tallo horizontal sobre el suelo

d. estolón ( ) fragmento de raíz, tallo, hoja

e. tubérculo ( ) Tallo subterráneo horizontal

Completa los siguientes enunciados

74. En la reproducción sexual participan dos _______________ y su descendencia

es genéticamente _________________.

75. ¿Qué es la oogamia? _______________________

76. El _______________ es la célula que resulta de la unión de dos gametos.

77. En la alternancia de generaciones el gametofito produce ________________ y

el esporofito produce ________________

78. En las plantas con flores el órgano femenino está representado por _________________ y el órgano masculino en está representado por ___________________

1.

___________________________

2.

___________________________

3.

___________________________

4.

___________________________

5.

___________________________



128

79. Si un gen para plantas altas (T) fuera dominante incompleto sobre el gen para

plantas bajas (t), ¿cuál sería el resultado de cruzar dos plantas Tt?

a) 1/4 serán altas; 1/2 altura intermedia; 1/4 bajas

b) 1/2 serán altas; 1/4 altura intermedia; 1/4 bajas.

c) Todos los descendientes serán altos.

d) Todos los descendientes serán intermedios.

80. Tipo de herencia en la que no aparece ningún carácter dominante sobre el otro,

sino que ambos tienen la misma "fuerza".

a) Alelo letal

b) Alelos múltiples

c) Codominancia

d) Dominancia incompleta

81. La corea de Huntington, se manifiesta generalmente alrededor de los 40 años,

es decir, mata antes de lo que está establecido para la esperanza media de vida

de la población. Esto es un ejemplo de:

a) Alelo letal

b) Alelos múltiples

c) Codominancia

d) Dominancia incompleta

82. Las citoquinas son un grupo de proteínas, producidas durante las respuestas

inmunes natural y específica. Se unen a receptores específicos de la membrana

de las células donde van a ejercer su función, iniciando una señal que altera de

modo que esas células producen una determinada respuesta biológica. Un

ejemplo de pleitropia seria:

a) Múltiples efectos al actuar sobre diferentes tipos celulares.

b) Varias citoquinas pueden ejercer el mismo efecto.

c) Dos o más citoquinas producen un efecto que se potencia

mutuamente.

d) inhibición o bloqueo mutuo de sus efectos.



129

Relaciona las siguientes columnas

83. Las variantes de un gen se conocen como:

( ) a) Thomas Morgan, Alfred Henry Sturtevant, Calvin Blackman Bridges y Hermann Joseph Muller

84. El entrecruzamiento o crossing-over se lleva a cabo en los

( ) b) Theodor Boveri (Alemania) y Walter Sutton (Estados Unidos)

85. Los cromosomas homólogos se aparean formando

( ) c) Tétradas

86. Establecieron en forma independiente que los genes se encuentran en los cromosomas

( ) d) Alelos e) Cromosomas Homólogos

87. Par de cromosomas parecidos, que no idénticos

( ) f) Heterocromosomas

88. Carácter que se manifiesta únicamente en estado homocigoto.

a) Recesivo

b) Dominante

c) Intermedio

d) Codominante

89. Mapa cromosómico total de un individuo, organizado por pares cromosómicos.

a) Cariograma

b) Genoma

c) Genotipo

d) Fenotipo

90. Reconoce que qué tipo de aberración cromosómica es la siguiente: Orden

original de genes j-k-l-m-n. Orden alterado j-k-l-m-m-n.

a) Duplicación

b) Deleción

c) Inversión

d) Translocación

91. Los descendientes de la generación filial uno (F1) de una pareja son los:

a) Progenitores

b) Hijos

c) Nietos

d) Bisnietos



130

92. Un ejemplo de fenotipo es:

a) Cabello rizado

b) Fragmento de RNA

c) ll

d) LL

93. La cruza entre individuos con cabello lacio y rizado, se simboliza como:

a) LL x ll

b) LL x RR

c) XX o XY

d) Ll x rr

94. Consiste en el aprovechamiento de sistemas biológicos naturales para obtener

productos de utilidad para el ser humano, es todo uso o alteración industrial o

comercial:

a) Ingeniería genética

b) PCR

c) Biotecnología

d) Enzimas de restricción

95. Es la técnica de transferencia nuclear desde una célula donante diferenciada a

un ovocito no fecundado y enucleado, implantado después en una hembra

portadora.

a) Ingeniería genética

b) Clonación

c) Biotecnología

d) Enzimas de restricción



131

Respuestas:

1. d 2. c 3. e

4. b 5. abierta 6. abierta

7. abierta 8. abierta 9. c,a,f,c,d,b,a,b,e,d,c,c

10. f,e,d,a,b,c 11. b 12. b

13. a 14. b 15. b

16. c 17. b 18. c

19. a 20. d 21. b

22. c 23. a 24. a

25. a 26. c 27. b

28. c 29. abierta 30. abierta

31. f 32. a 33. b

34. g 35. d 36. e

37. c 38. b 39. a

40. a 41. d 42. d

43. b 44. d 45. c

46. d 47. b 48. b

49. c 50. d 51. b

52. a 53. a 54. a

55. a 56. a 57. c

58. abierta 59. a 60. a

61. a 62. e 63. a

64. c 65. b 66. g

67. Profase I 68. 2 69. 2n, n

70. 4 71. c 72. Bulbos, rizomas, tubérculos, esquejes, estolones

73. c, e, a, b, d 74. Células haploides, diferentes a los progenitores

75. La fusión de gametos diferentes

76. Cigoto 77. Gametos, esporas

78. Pistilo, estambres

79. b 80. c 81. a

82. a 83. d 84. d

85. e 86. c 87. b

88. f 89. b 90. a

91. a 92. b 93. a

94. a 95. c 96. b



132

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programa actualizado 2016 · se organizan en diferentes estructuras o unidades de cambio conceptual...

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