t11 rep celular mitosi i meiosi 1011

IES Guillem Cifre de Colonya. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Tomeu Vilanova 1

1. Les cèl·lules es reprodueixen 2. La divisió generadora de cèl·lules amb igual nom bre de

cromosomes. La mitosi. 3. La divisió generadora de cèl·lules amb la meitat dels

cromosomes. La meiosi. 4. Reproducció sexual – asexual. 5. Els cicles biològics. 6. Les funcions de relació cel.lular.

11

REPRODUCCIÓ I RELACIÓ CEL.LULAR


1 LES CÈL.LULES ES REPRODUEIXEN

Es reprodueixen totes les cèl·lules? Totes les cèl·lules després d’un temps més o menys llarg, es reprodueixen o moren. En els organismes pluricel.lulars adults, no totes les cèl·lules diferenciades tenen al capacitat de dividir-se. Així per exemple no es divideixen les cèl·lules musculars estriades o les neurones. Altres cèl·lules anomenades cèl·lules mare s’encarreguen de formar contínuament nous exemplars d’aquest tipus, que ja no tenen capacitat de dividir-se. Així passa per exemple amb les cèl·lules mare dels eritròcits, limfòcits, etc

En les plantes les cèl·lules embrionàries formen diversos tipus de cèl·lules adultes, que, sense capacitat de reproduir-se, moren després d’un cert temps. Finalment , hi ha cert tipus de cèl·lules que sols es divideixen per a compensar la mort d’altres cèl·lules o reparar lesions.

Tanmateix en moltes cèl·lules dels organismes pluricel·lulars i en els unicel·lulars, al final del procés de desenvolupament es produeix la divisió cel·lular. El ritme de reproducció

El ritme de reproducció cel·lular depèn fonamentalment del tipus de cèl·lula, a més s’ha observat que, molt sovint, la divisió cel·lular es dóna quan:

1. Hi ha un augment tal de la mida del citoplasma i la relació entre el volum del nucli i del citoplasma, anomenada relació nucleoplasmàtica (RNP), es fa inferior a un determinat valor, i el nucli resulta insuficient per controlar un citoplasma tan gran.

2. Hi ha un augment tal de la mida total de la cèl·lula que la relació entre la superfície i el volum

és massa petita. 3. Hi ha l’anomenada disponibilitat d’espai. Per exemple quan ens feim una ferida desapareix

l’efecte inhibidor per contacte entre cèl·lules de la divisió cel·lular i s’afavoreix l’aparició de noves cèl·lules.

4. En el medi hi ha determinades substàncies químiques, com les hormones que afavoreixen la

divisió cel·lular. Tipus de reproducció cel·lular En les espècies eucariotes pluricel·lulars es poden distingir dos tipus de cèl·lules:

- Les cèl·lules diploides, que són les que tenen dos exemplars de cada tipus de cromosoma (2n)

- Les cèl·lules haploides, que són les que tenen un sol exemplar de cada tipus de cromosoma (n)

En base a aquesta dualitat es distingeixen dos tipus de reproducció cel·lular:

- La divisió generadora de cèl·lules amb el mateix nombre de cromosomes , en el qual es dona un tipus de divisió nuclear anomenat mitosi.

- La divisió generadora de cèl·lules amb la meitat de cromosomes , procés que rep el nom de meiosi.


2 LA MITOSI LA DIVISIÓ GENERADORA DE CÈL.LULES AMB IGUAL NOMBRE DE CROMOSOMES.

EL CICLE CEL.LULAR

El cicle cel·lular o cicle vital d’una cèl·lula comprèn el període de temps que va des que es forma la cèl·lula, és a dir, des que neix, fins que es divideix cèl·lula i genera noves cèl·lules..

En un cicle cel·lular es diferencien dues etapes: - Interfase: Etapa inicial de llarga durada, en què la cèl·lula presenta nucli - Divisió: Etapa final curta, en que la cèl·lula presenta cromosomes i es formen les dues

cèl·lules filles. Al final de la interfase és quan es fa la duplicació de l’ADN. Això permet que després, durant la divisió, cada cèl·lula filla pugui rebre la mateixa quantitat d’ADN (el mateix nombre de cromosomes) que tenia la cèl·lula mare.

LA INTERFASE La interfase és la fase més llarga del cicle cel·lular, quasi el 94% del temps total del cicle. Transcorre entre dues mitosis, per això s’anomena també intermitosi.

La interfase inclou les fases: La fase G 1 (G de l’anglès gap que significa «interval») va des que neix la cèl·lula fins que arriba la fase S. La fase S (S de l’anglès synthesis) és el període en el qual es produeix la duplicació de l’ADN, la qual cosa és im-prescindible perquè després es pugui fer la mitosi. És a dir; el repartiment. La fase G 2 va des que acaba S fins que s’inicia la divisió cel·lular La fase M , divisió cel·lular o mitosi. (F) (F)


La fase G 1

- En aquesta fase es produeix la síntesi d’ARNm i consegüentment de proteïnes. - La cèl·lula presenta un sol diplosoma (dos centríols). - La durada, a l’inrevés que en les altres fases, varia segons el tipus de cèl·lula. D’aquesta fase depèn la diferent durada total del cicle cel·lular. En un cicle vital de 24 hores, aquesta fase duraria 11 hores, però en altres cicles pot durar dies o anys.

- Al final de G1 es distingeix un moment de no-retorn, anomenat punt de restricció o punt R . a partir del qual ja és impossible impedir que se succeeixin les fases S, G2 i M

- En algunes cèl·lules, abans d’arribar al punt R, es comencen a manifestar alguns gens concrets, per la qual cosa al final es transformen en les cèl·lules especialitzades del teixit que aquests determinen. Aquest procés s’anomena diferenciació cel.lular. Així poden quedar dies o mesos sense assolir el punt R. En aquests casos es diu que les cèl·lules han entrat en la fase G 0. Posteriorment. sota l’efecte d’activadors mitòtics, com ara determinades hormones, poden tornar a la fase G1 i assolir el punt R.

- En els casos de cèl·lules molt especialitzades, com les neurones o les cèl·lules musculars esquelètiques queden detingudes en el període G0 per la qual cosa no arriben mai a assolir la fase S i, en conseqüència, no es poden dividir.

La fase S

- És la fase en la qual es produeix la duplicació de l’ADN. Per això. quan posteriorment, durant la mitosi, l’ADN es condensi per formar els cromosomes, aquests en lloc de constar d’una sola molècula d’ADN, és a dir d’una cromàtide, constaran de dues cromàtides unides pel centròmer.

- En la fase S continua la síntesi de l’ARNm i de proteïnes, sobretot d’histones. Juntament amb

cada centríol es forma un esbós de centríol anomenat procentríol.

- En un cicle cel·lular de 24 hores, aquesta fase sol durar unes vuit hores. La fase G 2

- S’inicia quan acaba la síntesi d’ADN i finalitza en el moment en què ja es comencen a distingir els cromosomes. En aquesta fase, la cèl·lula conté el doble d’ADN que en la fase G1.

- Continua la síntesi d’ARNm i de proteïnes, sobretot de la histona H1, que permet la formació

de la fibra de 300 A i de les proteïnes que formaran els microtúbuls del fus mitótic.

- Al final d’aquesta fase, la cel·lular ja conté dos diplosomes immadurs.

- En un cicle cel·lular de 24 hores, aquesta fase duraria unes quatre hores.


LA DIVISIÓ CEL.LULAR O FASE M

La divisió cel·lular o fase M del cicle cel·lular és el procés mitjançant el qual, a partir d’una cèl·lula mare, neixen dues cèl·lules filles amb idèntica dotació cromosòmica que la progenitora.

En un cicle cel·lular de 24 hores, aquesta fase duraria d’una a dues hores. La divisió cel.lular comprèn:

- A) La divisió del nucli o mitosi, també anomenada cariocinesi, - B) La divisió del citoplasma o citocinesi.

Ambdós processos se solapen en el temps ja que la citocinesi comença quan encara no ha acabat la cariocinesi.

A) LA MITOSI O CARIOCINESI


La mitosi és el tipus de divisió nuclear que es produeix quan s’han de generar cèl·lules amb el mateix nombre de cromosomes que la cèl·lula mare.

La paraula mitosi deriva de “mitos”, que significa «filament». En referència a l’aspecte dels

cromosomes en què es transforma el nucli durant aquesta etapa. En els éssers diploides es pot definir com el procés mitjançant el qual d’una cèl·lula amb 2n

cromosomes s’obtenen dues cèl·lules amb també 2n cromosomes, en què n és el nombre de tipus diferents de cromosomes.

A causa de la mitosi, en els éssers pluricel·lulars, totes les cèl·lules somàtiques tenen la mateixa dotació cromosòmica que el zigot, és a dir, que la primera cèl·lula de l’organisme.

L’existència en aquests éssers de cèl·lules especialitzades, molt diferents entre si, no és deguda a

diferències en l’ADN que contenen, sinó al fet que durant el desenvolupament embrionari, en unes s’han expressat uns gens i en d’altres uns altres, és a dir a l’anomenada diferenciació cel·lular.

Per facilitar-ne l‘estudi tradicionalment s’ha dividit en quatre fases: 1. Profase . (F)

- La profase s’inicia quan es comencen a visualitzar els cromosomes, és a dir, quan les dues fibres d’ADN, fibres de cromatina de 100 A, s’enrotllen sobre si mateixes per constituir prime-rament dues fibres de 300 A i després les dues cromàtides que queden unides a l’altura del centròmer, i així constitueixen el cromosoma profàsic. - A causa d’aquesta condensació desapareix el nucléol, o els nucléols, ja que I’ADN que regula la maquinària de transcripció queda empaquetat en els cromosomes.

- En les cèl·lules animals, els dos diplosomes immadurs, cadascun constituït per un centríol i un procentríol perpendicular a aquest, estan envoltats d’un material proteic anomenat material pericentríolar, que progressivament es va fent més abundant. Cada diplosoma i el seu material pericentriolar formen un complex centríolar.

- A partir del material pericentriolar es formen microtúbuls que es disposen radialment i formen les anomenades fibres de l’àster. El conjunt de complex centriolar i fibres s’anomena àster o centrosfera. (Observa que el centre organitzador de microtúbuls, COM, no són els centríols de l’àster, sinó el material pericentriolar)

- Els dos àsters continuen la seva activitat organitzadora de microtúbuls i constitueixen unes fi-bres entre si anomenades fibres polars o contínues, l’allargament de les quals produeix la separació dels dos àsters, que queden en una posició diametralment oposada, i així consti-tueixen els dos pols de la cèl·lula en divisió. Les fibres polars formen l’anomenat fus mitòtic.

- Durant aquest procés, cada procentríol s’allarga i al final forma un centríol.

- Finalment, en l’anomenada profase tardana o prometafase, el nucli s’infla, a causa de l’entrada d’aigua, fins que es fragmenta l’embolcall nuclear i se separa la làmina fibrosa, per la qual cosa el nucleoplasma es dispersa en el citoplasma.

- En els cromosomes, en cadascuna de les dues cromàtides, es comença a formar a l’altura del centrómer, el cinetocor o placa cinetocòrica, que es comporta com a centre organitzador de microtúbuls (COM)

- A partir dels dos cinetocors situats als dos costats del centròmer es formen els microtúbuls cinetocòrics, que formen les anomenades fibres cromosòmiques, que es col·loquen perpendicularment als dos costats del cromosoma. Quan s’allarguen, van separant els cromosomes. Això comporta una orientació de les cromàtides, cadascuna de les quals queda orientada cap a un dels dos pols. - La profase dura uns quinze minuts.


2. Metafase (F) (F)

- Es la fase en que, a causa de l’allargament dels microtúbuls cinetocòrics, els cromosomes queden equidistants als dos complexos centriolars, es col·loquen a la meitat del fus mitòtic i així constitueixen, entre tots, l’anomenada placa equatorial.

- Molts cromosomes metafàsics, els que tenen el centròmer a la meitat o prop de la placa,

presenten forma de X. El motiu és que el grau d’empaquetament de les seves dues cromàtides és més elevat que en els profasics, i els extrems queden més separats.

3. Anafase (F) (F)

- S’inicia amb la separació de les dues cromàtides germanes que constitueixen cadascun dels cromosomes metafàsics.

- A partir d’aquest moment el cromosoma anafàsic està format per una sola crom àtide, Per

evitar errors a l’hora de comptar els cromosomes d’una cèl·lula, s’ha de prescindir del nombre de cromàtides i seguir la regla que hi ha tants cromosomes com centròmers es puguin comptar.

- El final de l’anafase un joc de cromosomes anafàsics ha arribat a un pol del fus mitòtic, l’altre

joc, el dels cromosomes anafàsics germans, al pol oposat, i els dos lots s’han descondensat i han format dues masses en les quals és difícil distingir els cromosomes individualitzats.

- Al final de l’anafase el cinetocors desapareixen.

- L’ anafase tan sols dura uns quants minuts.

4. Telofase (F) (F)

- La telofase comença quan les dues dotacions cromosòmiques s’han agrupat en dues masses, situades als pols del fus mitòtic, i acaba quan aquestes queden envoltades d’un embolcall nuclear, és a dir quan es formen els dos nuclis fills.

- Durant la telofase, la làmina fibrosa s’adhereix als cromosomes, fet que facilita la construcció

del nou embolcall nuclear. Aquest es forma a partir dels sàculs del reticle endoplasmàtic i de les restes de l’embolcall nuclear de la cèl·lula mare.

- Els cromosomes es van desespiralitzant.

- Es formen els nuclèols a partir de les anomenades regions organitzadores de nuclèols de

l’ADN.

- Els microtúbuls polars es deixen anar del material pericentriolar, s’aproximen entre si i formen feixos a l’altura de la interzona (zona intermèdia entre els dos grups de cromosomes). A la regió d’imbricació d’aquests microtúbuls interzonals s’acumulen moltes proteïnes, i formen els anomenats cilindres de substància densa, que tenen un paper important en la citocinesi.

Diferents moments de la mitosi : (F) (F) (F) Simulacions mitosi (S) (S) (S)


LA CITOCINESI EN CÈL·LULES ANIMALS

- La citocinesi o citodièresi és la divisió del citoplasma. - La citocinesi ja s’inicia al final de l’anafase.

- Comença amb una invaginació de la membrana plasmàtica a l’altura del pla equatorial del

fus. Així surt l’anomenat solc de divisió, que envolta tot el citoplasma. Aquest és el resultat extern de la formació d’un anell contràctil intern que cada vegada es va fent més petit, de manera que estrangula la cèl.lula

- L’anell contràctil està constituït per polímers d’actina units per un extrem a la cara interna de

la membrana plasmàtica. Els extrems lliures es van unint entre si amb molècules de miosina.

- Així, progressivament, es va estrangulant el citoplasma fins que es divideix i es formen dues cèl·lules filles.


DIFERÈNCIES EN LA DIVISIÓ DE CÈL.LULES SOMÀTIQUES ENTRE CEL.LULES ANIMALS I CÈL.LULES VEGETALS En el procés de divisió cel·lular es poden distingir dues diferències bàsiques entre les cèl·lules somàtiques dels vegetals i les dels animals: 1) No hi ha centríols , per tant:

En les cèl·lules dels vegetals, i d’alguns protozous, al principi de la profase, prop del nucli, hi ha una zona exempta orgànuls anomenada zona clara, que és un centre organitzador de microtúbuls (COM) per la qual cosa, al cap d’un temps, en queda envoltada. Posteriorment s’allarga i al final dóna lloc a dos centres organitzadors anomenats casquets polars , entre els quals hi ha microtúbuls polars, que constitueixen els dos pols del fus mitòtic, es a dir actuen com els àsters de les cèl.lules animals. Aquest tipus de fus mitòtic sense àsters s’anomena fus anastral , mentre que el fus mitòtic amb àsters s’anomena fus astral.

2) La cítocinesi es forma per septe

S’inicia amb l’agrupació en el pla equatorial de la cèl·lula binucleada telofàsica, de moltes vesícules procedents de l’aparell de Golgi. L’estructura formada per aquestes vesícules i els microtúbuls s’anomena fragmoplast. Posteriorment, es produeix la fusió de les vesícules, i es forma l’anomenada placa cel·lular primerenca , que va creixent gràcies a l’addició de més vesícules, des del centre, fins a dividir la cèl·lula.

A partir de les seves membranes es formen les membranes plasmàtiques enfrontades de les dues cèl·lules filles. Com que la placa cel·lular tenia uns quants porus, queden ponts de comunicació citoplasmàtica entre les membranes plasmàtiques, anomenats plasmodesmes. A partir del contingut de les vesícules, ric en hemicel.lulosa i en pectina, es forma la làmina mitjana, que posteriorment, després de l’addició de cel·lulosa, constitueix la paret cel·lular cel·lulòsica

(F) Citocinesi animal (F) Citocinesi vegetal


3 LA MEIOSI. LA DIVISIÓ GENERADORA DE CÈL.LULES AMB LA MEÏTAT DE CROMOSOMES.

El procés generador de cèl·lules amb la meitat de cromosomes s’anomena meiosi, terme que deriva de “meios”, que significa «menys». La meiosi compren dues divisions successives anomenades

- Primera divisió meiotica (meiosi I). És una divisió reduccional ja que les cèl·lules filles tenen la meitat dels cromosomes que la cèl·lula mare. - Segona divisió meiòtica (meiosi II). És una divisió equacional ja que les cèl·lules filles tenen el mateix nombre de cromosomes que la cèl·lula mare, es semblant a una divisió mitòtica. Així per exemple, en el cas d’una cèl·lula diploide (2n), en la primera divisió s’obtenen dues cèl.lules haploides (n), i en la segona, quatre cèl·lules haploides. La meiosi es pot definir com el pas d’una cèl·lula diploide (2n) a quatre cèl.lules haploides (n) Mitjançant dues divisions consecutives amb una sola duplicació del DNA

Si no es produís: Si no es produís la meiosi. els gàmetes tindrien el mateix nombre de cromosomes que les cèl·lules somàtiques i després de cada fecundació, la cèl·lula resultant (zigot) tindria el doble de cromosomes. La repetició, generació rera generació, d’aquesta duplicació augmentaria indefinidament el nombre de cromosomes. La duplicació de l’ADN: Abans d’iniciar-se la primera divisió meiòtica, igual que passa a la mitosi, hi ha un període d’interfase, en el qual es duplica l’ADN, en què la fase S és bastant més llarga. En canvi, en la interfase prèvia a la segona divisió meiòtica no hi ha duplicació de l’ADN. Així doncs hi ha una sola duplicació de l’ADN i dues divisions.


LA PRIMERA DIVISIÓ MEIÒTICA

PROFASE I

En aquesta fase es constitueixen el cromosomes en enrotllar-se i condensar-se les molècules

d’ADN. A diferència de la mitosi, els dos cromsomes homòlegs s’ajunten. i formen un parell anomenat

bivalent i entre aquests es produeix un intercanvi de fragments d’ADN. Una altra diferència que aquesta profase pot durar mesos o anys segons l’espècie.

Leptotè

- Els filaments d’ADN es condensen i formen els cromosomes . Com que aquests filaments ja estan duplicats però no separats, el cromosomes presenten dues cromàtides. Per això en els cromosomes metacèntrics, d’un únic centròmer sorgeixen quatre braços.

Zigotè

- Cada cromosoma reconeix el seu homòleg i es junten íntimament, aquest procés s’anomena sinapsi. - L’aparellament és total, gen a gen homòleg. - Es possible gràcies a l’anomenat complex sinaptinèmic. Aquest està constituït per: Un filament proteic que es forma al costat d’una cromàtide, l’anomenat eix lateral

Un filament proteic intermedi, eix central. Un eix lateral del cromosoma homòleg amb el qual s’aparella.

Paquité

- Comença un cop acabada la sinapsi i finalitza quan s’inicia la separació o desinapsi - En aquesta fase, els dos cromosomes homòlegs estan junts, formant un bivalent, i dues de les quatre cromàtides, les que estan juntes, s’encreuen almenys en un punt, i generalment dos o tres. - L’encreument consisteix en la ruptura de les dues dobles hèlixs i la seva posterior unió alternada, en què es produeix la recombinació genètica , en unir-se en una sola fibra una part dels gens d’una cromàtide: per exemple, la materna amb una part dels de la paterna. - En aquesta fase, com que el dos cromosomes estan tan junts, no s’hi poder observar els encreuaments, però sí que es venen unes estructures proteiques sinaptinèmiques, els nóduls de recombinació . Possiblement responsables dels encreuaments


Diplotè

- Els dos cromosomes homòlegs tendeixen a separar-se (desinapsi. de manera que s’evidencien els punts d’unió, anomenats quiasmes

Diacinesi

- Els cromosomes augmenten la seva condensació, per la qual cosa en cada bivalent sols es distingeixen els dos cromosomes homòlegs, sinó que en cadascun es diferencien les dues cromàtides germanes. - A més s’aprecien els quiasmes que hi ha entre dues cromàtides homòlogues.

METAFASE I L’embolcall nuclear i els nuclèols han desaparegut i els bivalents es col·loquen en el pla equatorial de la cèl·lula. A diferència de la metafase mitòtica, les fibres que surten dels cinetocors de les dues cromàtides germanes no es dirigeixen a pols oposats, sinó al mateix pol, per la qual cosa no se separen, i no donen lloc a dos cromosomes d’una sola cromàtide, sinó que donen lloc a un de sol cromosoma de dues cromàtides, ANAFASE I Els dos cromosomes homòlegs que formen els bivalents se separen i migren, cadascun constituït per dues cromàtides, cap als pols oposats. TELOFASE I En unes espècies els cromosomes desespiralitzen una mica i es forma un embolcall nuclear, que dura molt poc. En d’altres no succeeix de les dues coses i els cromosomes inicien directament la meiosi II.

SEGONA DIVISIÓ MEIÒTICA

Està precedida d’una breu interfase, anomenada intercinesi, en la qual no hi ha mai duplicació d’ADN. Es semblant a una divisió mitòtica, tret el fet que només hi ha un cromosoma homòleg cada tipus en lloc de dos. S’hi distingeixen les següents:

Profase II . Es trenca l’embolcall nuclear i es dupliquen els diplosomes. Metafase II . Els cromosomes es disposen a la regió equatorial.

Anafase II . Les dues cromàtides de cada cromosoma se separen i els nous cromosomes fills

migren cap als pols oposats.

Telofase II . Els cromosomes es desespiralitzen, s’envolten d’un embolcall nuclear, i sorgeixen nuclis; posteriorment es produeix la citocinesi o divisió del citoplasma.

Simulacions meiosi: (S) (S) (S)


MITOSIMITOSIMITOSIMITOSI

MEIOSIMEIOSIMEIOSIMEIOSI

La mitosi és una cariocinesi La meiosi inclou dues cariocinesis i dues citocinesis

La mitosi dóna lloc a dues cèl�lules amb el mateix nombre de cromosomes

La meiosi dóna lloc a quatre cèl.lules amb la meitat de cromosomes que la cèl.lula mare.

Durant la profase no hi ha sinapsi, ni encreuament, i per tant no hi ha quiasmes

Durant la profase hi ha sinapsis, encreuament i es formen quiasmes

Durant l’anafase se separen cromàtides germanes

Durant l’anafase I no se separen les cromàtides germanes, sinó que emigren juntes cap a un dels dos pols

Els cromosomes de les cèl.lules filles són idèntics (si no hi ha mutació) als de les cèl.lules mare

Aproximadament la meitat dels cromosomes de les cèl�lules filles són el producte de la recombinació genètica entre - cromàtides de- cromosomes homòlegs

La mitosi es dona generalment en les cèl�lules mares de les cèl�lules somàtiques

La meiosi ta sols es dóna en les cèl�lules mares dels gàmetes i de les meiòspores.

Comparació mitosi – meiosi (S)

ETAPES DELS DOS TIPUS DE DIVISIÓ CEL.LULAR

Interfase - fase G1 - fase S (síntesi d’ADN) - fase G2

Cèl�lules que quan es divideixen donen lloc a cèl�lules amb el mateix nombre de cromosomes Segueixen el Cicle Cel�lular

Divisió cel�lular o fase M

- duplicació del nucli o cariocinesi o MITOSI - divisió del citoplasma o citocinesi o citodièresi.

Interfase - fase G1 - fase S (síntesi d’ADN) - fase G2

Cèl�lules que quan es divideixen donen cèl.lules amb la meitat dels cromosomes. Procés anomenat Meiosi. No segueixen el Cicle Cel.lular.

Divisió - meiosi I - intercinesi (no duplicació d’ADN) - meiosi II


4 REPRODUCIÓ SEXUAL – ASEXUAL

Reproducció asexual:

És aquella en què, tret de mutació, els descendents són genèticament iguals als progenitors; per exemple, la reproducció d’un roser per esqueixos. Les cèl.lules del nou individu s’originen per mitosi.

Reproducció sexual:

És aquella en què els descendents són genèticament molt diferents del seu progenitors. En alguna etapa de la reproducció sexual es produeix la meiosi. Exemples: La reproducció del xampinyó per meiospores, o la reproducció dels éssers humans mitjançant la formació de gàmetes.

AVANTATGES I DESAVANTATGES DE LA REPRODUCCIÓ SEXUAL Avantatges de la reproducció sexual :

- La variabilitat dels descendents, malgrat que implica el naixement d’individus amb menys capacitat de supervivència, és un avantatge per a l’espècie, ja que permet que, davant d’un canvi imprevisible de les condicions ambientals existeixin alguns individus amb probabilitats de sobreviure. Per això són escasses les espècies pluricel.lulars que no presentin algun cop reproducció sexual, encara que tan sols sigui al cap de moltes reproduccions asexuals.

La variabilitat de la descendència en la reproducció sexual és deguda a diverses causes:

a) Durant la meiosi es produeix una recombinació a l’atzar dels gens, entre una de les dues cromatides d’un cromosoma i una altra del cromosoma homòleg. Les cromàtides recombinades resultants són, doncs, diferents entre sí.

b) Durant la formació dels gàmetes o de les espores, es produeixen combinacions a l’atzar de

cromosomes, ja que cadascuna d’aquestes cèl·lules tan sols rep un exemplar, a l’atzar de cada tipus de cromosoma, el patern o el matern, Per aquest motiu els gàmetes també són diferents.

c) En el cas que el nou individu es formi a partir de la unió de dues cèl·lules sexuals (gàmetes),

també hi ha la influència de l’atzar en la fecundació. Per exemple: en els animals, dels milions d’espermatozoides emesos, tan sols un fecunda l’òvul.

- Els éssers diploides tenen dos gens (dues informacions) per a cada caràcter, els anomenats gens al.lels. Això és un avantatge sobre els haploides, ja que permet la supervivència de l’individu encara que un dels gens sigui defectuós.

- Quan s’hereten dos al.lels defectuosos, l’individu mor i aquests gens desapareixen de la població. Si tan sols hi hagués reproducció asexual, a causa de la mutació, de cada parell d’al.lels un seria defectuós i estaria tapat per l’altre, que seria correcte; és a dir l’espècie pel que fa a la seva supervivència, es comportaria com una espècie haploide, i no tindria la possibilitat de tenir una segona informació correcta.

Desavantatges de la reproducció sexual:

1) Si l’ambient és invariable, el que és millor és generar individus idèntics als progenitors, ja que hi estan perfectament adaptats.

2) Si es fa mitjançant gàmetes, això comporta les dificultats de la trobada, de l’aparellament, de la fecundació i del desenvolupament embrionari.


5 ELS CICLES BIOLÒGICS

Segons el moment en que es produeix la meiosi, es diferencien tres tipus de cicles biològics: Cicle haploide És el cicle propi de les espècies que només tenen individus adults haploides, i en els quals només el zigot és diploide. La meiosi del zigot genera cèl·lules haploides, a partir de les quals es formen adults haploides. Llavors es produeix la mitosi dels adults haploides i en resulten gàmetes haploides. Aquest cicle l’experimenten algunes algues i fongs. Cicle diploide Es produeix en espècies que tenen els adults diploides i les quals la meiosi té lloc durant la gametogènesi, que genera gàmetes haploides. Després de la fecundació, els gàmetes haploides originen un zigot diploide que dóna lloc a un adult. Segueixen aquest cicle: Gairebé tots els animals, molts protozous i algunes algues i fongs. Cicle diplohaploide És el propi d’espècies que presenten alternança de generacions, es a dir, dos tipus d’individus adults, uns diploides, dels quals sorgeixen uns altres haploides, i a l’inrevés. En aquestes espècies la meiosi té lloc durant l’esporogenesi.


6 LES FUNCIONS DE RELACIÓ CEL.LULAR

Les funcions de relació són les que permeten a la cèl·lula captar els estímuls del medi extracel.lular i elaborar respostes adequades a aquests estímuls per assegurar-se la supervivència. ELS ESTÍMULS

Els estímuls són variacions de les condicions ambientals que afecten la cèl·lula. Poden ser de tipus químic. tèrmic. lluminós, etc.

Els sistemes més importants de comunicació interecel.lular són el sistema nerviós, les molècules missatgeres del quals són els neurotransmissors (l’acetilcolina, la noradrenalina, etc.) i el sistema endocrí, les molècules missatgeres del qual són les hormones. MECANISMES DE RECEPCIÓ I TRANSDUCCIÓ

Els mecanismes de recepció i transducció de la informació sobre les fluctuacions que

experimenta el medi extracel.lular es troben a la membrana plasmàtica cel·lular. Aquests mecanismes estan constituïts per dos tipus d’elements: a) Els receptors de senyals

Els receptors de senyats són proteïnes transmembranoses, situades sobre la superfície externa

de la membrana plasmàtica, que capten d’una manera específica els estímuls del medi extracel.lular En els estímuls de naturalesa química aquestes proteïnes són específiques per a cada tipus de

molècula missatgera, anomenada primer missatger. La cèl·lula a la qual pertanyen esdevé la cèl·lula diana d’aquest missatge o estímul específic. Quan les molècules missatgeres s’uneixen als seus receptors específics, els receptors experimenten una modificació estructural que constitueix el senyal que informa la cèl·lula de les condicions del medi extracel.lular. Entre els receptors més interessants hi ha els neurotransmissors i les hormones. b) Els sistemes de transducció de senyals

Els sistemes de transducció de senyals estan situats a la superfície interna de la membrana

citoplasmàtica. Són sistemes que transformen els senyals extracel.lulars o primers missatgers (les hormones, els neurotransrnissors, etc.) en senyats intracel.lulars o segons missatgers.

El segon missatger actua sobre la membrana citoplasmàtica (provocant-hi l’obertura dels canals de difusió, per exemple) o indueix el desencadenament d’un seguit de reaccions en cascada a l’interior de les cèl·lules que influiran en el seu metabolisme. Aquestes reaccions, al seu torn, provoquen respostes fisiològiques, com la contracció muscular, la secreció glandular, etc.


LES RESPOSTES

Les respostes són accions o moviments produïts per l’aplicació d’un estímul. Poden ser de diversos tipus Tropismes i tactismes .

Hi ha estímuls que provoquen una reacció de la cèl·lula en forma de moviments de desplaçament respecte d’aquest estímul;

- Tropisme: Si no hi ha desplaçament, sinó únicament l’orientació de la cèl·lula. Podem trobar: Tactisme positiu: Si el moviment es fa cap a l’estímul Tactisme negatiu: Si el que fa és allunyar-se’n de l’estímul.

Segons la naturalesa de l’estímul podem tenir: Tigmotactisme: Estímul mecànic. Geotactisme: Si hi actua la força de la gravetat Termotactisme: Si és la temperatura, Fototactisme: Si és la llum Quimiotactisme: Si és una substància química, Enquistament .

Davant de canvis en el medi molt desfavorables, hi ha cèl.lules que poden adoptar un estat de vida latent per mitjà de l’enquistament, que consisteix en la formació, al voltant de la cèl.lula, d’una càpsula resistent que secreta la mateixa cèl·lula.

Moviments de ciclosi

Es tracta de corrents endocel.lular del citosol o hialoptasma que arrosseguen els orgànuls. L’hialoplasma més proper a la membrana plasmàtica (ectoplasma)es troba en estat de gel, mentre que el més intern (l’endoplasma) és més fluid.

Moviments ameboides

Tenen lloc en les cèl·lules lliures, sense membrana rígida, com ara les amebes, etc En aquestes cèl.lules la formació d’un pseudòpode s’origina mitjançant el desplaçament de l’endoplasma (sol) en el sentit de l’emissió, que fa que l’ectoplasma (gel) s’estengui lateratment i adquireixi la consistència de gel. Al mateix temps, el gel posterior passa a sol i flueix cap endavant.

Moviments vibràtils

Tenen lloc en les cèl·lules que presenten cilis o flagels, com ara els espermatozoides, els protozous... El moviment d’un cili consisteix en una vibració a manera de “cop de rem” i torna a l’estat inicial en corbar-se des de la base cap a l’extrem Les cilis poden vibrar: a) De manera que cada cili comença a vibrar poc després de l’anterior i abans del posterior. b) De manera que tots els cilis vibren al mateix temps. El moviment d’un flagel pot ser semblant al ciliar o bé de tipus ondulatori.

Moviments contràctils.

Es tracta de moviments de l’hialoplasma en una direcció fixa, fet que provoca l’escurçament de la cèl.lula. Per exemple les cèl·lules musculars


MATERIALS EN XARXAMATERIALS EN XARXAMATERIALS EN XARXAMATERIALS EN XARXA Tema 11: Reproducció i relació cel.lularTema 11: Reproducció i relació cel.lularTema 11: Reproducció i relació cel.lularTema 11: Reproducció i relació cel.lular

ACTIVITATSACTIVITATSACTIVITATSACTIVITATS ActivitatsActivitatsActivitatsActivitats. Cicle cel.lular (Educastur). Cicle cel.lular (Educastur). Cicle cel.lular (Educastur). Cicle cel.lular (Educastur) Activitats.Activitats.Activitats.Activitats. Mitosi (Educastur) Mitosi (Educastur) Mitosi (Educastur) Mitosi (Educastur) ActivitatsActivitatsActivitatsActivitats. Meiosi (Educastur). Meiosi (Educastur). Meiosi (Educastur). Meiosi (Educastur) ActivitatsActivitatsActivitatsActivitats de tot el bloc 2 de tot el bloc 2 de tot el bloc 2 de tot el bloc 2 PAAUPAAUPAAUPAAU PAAUPAAUPAAUPAAU (Ed. Santillana) (Ed. Santillana) (Ed. Santillana) (Ed. Santillana)


TESTTESTTESTTEST 1 La relació entre el volum del nucli i el volum del citoplasma és un determinant per a

la iniciació de la reproducció cel�lular 2 La relació superfície – volum és un determinant per a la iniciació de la reproducció

cel�lular 3 La interfase és de més llarga duració que la divisió 4 La interfase comprèn la fase G1 i S 5 La cariocinesi és la divisió del citoplasma 6 Durant la fase G2 la cèl.lula conté el doble d’ADN que durant la fase G1 7 A la fase G1 la cèl�lula té duplicats els diplosomes. 8 Durant la Fase G1 es produeix síntesi de proteïnes 9 La fase G1 dura 6 hores (dins un cicle de 24 hores) 10 El punt R (de no retorn) es dona al final de la fase G2 11 A la fase G1 la cèl�lula presenta un sol diplosoma 12 La duplicació de l’ADN es produeix a la fase S 13 Les cèl.lules molt especialitzades com les neurones queden a la fase S i no arriben a

completar la divisió 14 Els nòduls de recombinació apareixen en el zigotè de la meiosi I 15 A la fase G1 no hi ha nuclèol 16 El cinetocor es forma a la fase Go 17 A la fase G1 es poden destriar els cromosomes ja duplicats 18 A la profase desapareix el nuclèol 19 Durant la telofase de la mitosi la cèl.lula presenta fibres de cromatina de 100 A 20 Durant la metafase de la mitosi els cromosomes es situen a la placa equatorial 21 La telofase comença amb la separació de les cromàtides germanes. 22 La meiosi consta de dues cariocinesis i una sola citocinesi 23 Durant el leptotè de la mitosi no són visible els quiasmes 24 La meiosi consta de dues divisions cèl.lulars i una sola duplicació de l’ADN 25 Durant l’anafase I de la meiosi es separen les cromàtides germanes 26 El zigotè és una etapa de la meiosi II anterior al paquitè 27 Al leptotè els cromosomes ja estan duplicats i presenten dues cromàtides 28 La sinapsis es dona a la fase de zigotè de la meiosi I 29 La meiosi es pot donar en cèl.lules epitelials 30 La citocinesi dels animals es forma per estrangulació 31 A la citocinesi dels animals es forma un fragmoplast 32 En la citocinesi dels vegetals es forma un anell contràctil d’actina i miosina 33 Els casquets polars actuen en la citocinesi del vegetals 34 Els humans presentam un cicle diplohaplont 35 En els cicles haplonts la meiosi es dóna després de la formació del cigot 36 Els briòfits presenten un cicle haplont 37 Els pteridòfits presenten un cicle diplohaplont 38 La reproducció sexual suposa avantatges adaptatives per a una espècie 39 En la reproducció asexual es produeix recombinació genètica 40 La bipartició és una forma particular de meiosi

ACTIVITATS. ACTIVITATS. ACTIVITATS. ACTIVITATS. Tema 11: La reproducció i la relació cel.lularTema 11: La reproducció i la relació cel.lularTema 11: La reproducció i la relació cel.lularTema 11: La reproducció i la relació cel.lular


COMPLETACOMPLETACOMPLETACOMPLETA 1 Període que va des de la formació d’una cèl�lula fins a la

seva divisió

2 Fase del cicle cel�lular en què es produeix la duplicació de l’ADN

3 Està format pel complexe centriolar i les fibres de l’àster 4 Fase de la mitosi en què es romp la membrana nuclear 5 Fase de la mitosi en què es forma el cinetocor o placa

cinetocòrica

6 Fase de la mitosi en qè els cromosomes se situen a la placa equatorial

7 Fase de la mitosi en què s’inicia la separació de les cromàtides germanes

8 Fase de la profase de la meiosi en què es produeix la sinapsi

9 Procés que ocorre en el paquitè de la meiosi I quan es produeix l’encreuament

10 Cicle reproductor en que l’individu adult passa per una fase n i una fase 2n

DEFINEIXDEFINEIXDEFINEIXDEFINEIX

1) Aster / complexe centriolar / centríol / material pericentriolar / fibres de l’aster 2) Citocinesi als animals 3) Gemació 4) Quiasma 5) Diacinesi 6) Complexe sinaptinèmic

CONTESTACONTESTACONTESTACONTESTA

1) Quines cèl.lules entren en fase G0 ? 2) Quins teixits animals i vegetals creus que resulten més apropiats per a observar la

mitosi? 3) Diferències entre: Cromatina / Cromosoma / Cromàtide 4) Quantes parelles de cromosomes es poden observar en una cèl.lula humana en les

següents fases: a) Metafase mitòtica b) Anafase mitòtica c) Interfase

5) Quina diferència hi ha en l’anafase mitòtica i l’anafase de la meiosi I.

t11 rep celular mitosi i meiosi 1011

Documents