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Educación secundaria
Dirección Xeral de Educación, Formación
Profesional e Innovación Educativa
para personas adultas
Ámbito científico tecnológico
Educación a distancia semipresencial
Módulo 3
Unidad didáctica 1
La célula y la información genética
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Índice
1.
Introducción...............................................................................................................3
1.1
1.2
1.3
2.
Descripción de la unidad didáctica................................................................................ 3
Conocimientos previos.................................................................................................. 3
Objetivos didácticos...................................................................................................... 3
Secuencia de actividades .........................................................................................4
2.1
2.2
¿Qué son los seres vivos?............................................................................................ 4
La célula, unidad de los seres vivos.............................................................................. 5
2.2.1
2.3
2.3.1
2.3.2
2.3.3
2.3.4
2.3.5
2.4
El núcleo en la interfase. Los cromosomas......................................................................................................15
El cariotipo........................................................................................................................................................16
Células diploides y células haploides...............................................................................................................18
Las divisiones de la célula .......................................................................................... 20
2.5.1
2.5.2
2.6
La célula procariota ............................................................................................................................................6
La célula eucariota .............................................................................................................................................7
Forma y tamaño .................................................................................................................................................8
Células animales y vegetales...........................................................................................................................10
Los orgánulos celulares ...................................................................................................................................12
El núcleo y el ciclo celular........................................................................................... 15
2.4.1
2.4.2
2.4.3
2.5
La teoría celular..................................................................................................................................................5
Organización celular ..................................................................................................... 6
Mitosis ..............................................................................................................................................................20
Meiosis .............................................................................................................................................................22
La ingeniería genética y sus aplicaciones ................................................................... 24
2.6.1
2.6.2
2.6.3
Aplicaciones de la ingeniería genética en microorganismos............................................................................24
Aplicaciones de la ingeniería genética en la agricultura: plantas transgénicas ...............................................25
Aplicaciones de la ingeniería genética en animales.........................................................................................26
3.
Resumen de contenidos .........................................................................................29
4.
Actividades complementarias................................................................................30
5.
Cuestionario de autoevaluación ............................................................................31
6.
Solucionarios...........................................................................................................34
6.1
6.2
6.3
Soluciones de las actividades propuestas................................................................... 34
Soluciones de las actividades complementarias ......................................................... 39
Soluciones de los ejercicios de autoevaluación .......................................................... 42
7.
Glosario....................................................................................................................44
8.
Bibliografía y recursos............................................................................................46
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1.
Introducción
1.1
Descripción de la unidad didáctica
Esta unidad incluye un estudio de la célula más detallado que en los módulos anteriores,
de los orgánulos que la componen y de las funciones que realizan. Se describen los dos tipos de división celular, mitosis y meiosis, y las funciones de los cromosomas en la herencia de los caracteres. Acaba la unidad con un acercamiento a las técnicas de ingeniería genética, con un debate sobre sus repercusiones.
1.2
Conocimientos previos
Para una correcta comprensión de la unidad debemos recordar que:
Bajo la aparente diversidad de los seres vivos hay una serie de características comunes
a todos ellos: una misma composición química, basada en unos pocos elementos químicos fundamentales, la realización de las mismas funciones vitales (se nutren, se relacionan y se reproducen) y que todos los seres vivos están formados por células.
Las células son las unidades básicas de la vida.
El ácido desoxirribonucleico, o ADN, es el compuesto químico que contiene la información genética, es decir, la información necesaria para “construir” un ser vivo de una
determinada especie. La información pasa de padres a hijos mediante la reproducción
celular.
1.3
Objetivos didácticos
Aceptar que todos los seres vivos estamos formados por células, tanto los unicelulares
como los pluricelulares, y que el tamaño de las células es similar en todos ellos.
Interpretar la célula como la unidad mínima estructural y funcional de los seres vivos.
Identificar los orgánulos más importantes de las células eucariotas en esquemas o microfotografías.
Relacionar cada orgánulo celular con la función que desarrolla.
Explicar las diferencias más importantes entre las células procariotas y las eucariotas, y
entre las células vegetales y las animales.
Identificar la molécula de ADN y los cromosomas como los depositarios de la información hereditaria.
Interpretar adecuadamente el concepto de gen y su función.
Diferenciar células haploides de células diploides y explicar las funciones de cada tipo.
Esquematizar los procesos de mitosis y meiosis y diferenciarlos, identificando la finalidad de cada tipo de división.
Reflexionar sobre las aplicaciones biotecnológicas de la ingeniería genética, su utilidad,
los riesgos y las implicaciones bioéticas.
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2. Secuencia de actividades
2.1
¿Qué son los seres vivos?
Estamos rodeados de seres vivos por todas partes. Ante la enorme diversidad de los seres
vivos cabe preguntarse cuáles son las características que les permiten diferenciarse de la
materia inerte (no viva). Estas características pueden resumirse en tres:
Todos los seres vivos tienen una misma composición química. Al analizar la composición química de los seres vivos se comprueba que todos están constituidos por el mismo tipo de sustancias fundamentales, llamadas principios inmediatos o biomoléculas.
Se llaman inmediatos porque, al tratar la materia viva por medios físicos o químicos
sencillos, se obtienen inmediatamente estas sustancias. Estos principios inmediatos se
dividen en inorgánicos y orgánicos.
– Los inorgánicos son comunes a la materia viva y a la no viva, son el agua (H2O) y
las sales minerales.
– Los orgánicos aparecen solamente en la materia viva, en los seres vivos, son ricos en
carbono e incluyen los glúcidos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos.
Todos los seres vivos están formados por células. Las células son la unidad mínima
de la vida y, a pesar de su aparente diversidad de aspecto, organización y función, poseen una estructura semejante. En todas ellas puede reconocerse una envoltura o membrana, un contenido o citoplasma con diversas partes llamadas orgánulos, y un material
genético que suele estar encerrado en un núcleo.
Todos los seres vivos realizan las mismas funciones vitales: se nutren, se relacionan y se reproducen. Mediante la nutrición, los seres vivos se automantienen, cogiendo y asimilando los nutrientes del medio. Mediante la relación, los seres vivos elaboran respuestas frente a la información que reciben de su cuerpo y del medio que los
rodea. Mediante la reproducción, los seres vivos dan lugar a organismos semejantes para perpetuar la especie.
Actividad resuelta
¿Cuál es la diferencia fundamental entre los principios activos orgánicos y los inorgánicos?
Solución
Los orgánicos aparecen solamente en la materia viva. Los inorgánicos, en cambio, aparecen tanto en la
materia viva coma en la inerte (no viva).
Actividad propuesta
S1.
¿Son las vitaminas principios inmediatos o biomoléculas?
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2.2
La célula, unidad de los seres vivos
La citología es la ciencia que estudia las células. Su desarrollo está íntimamente ligado al
de las técnicas que permiten observarlas y distinguirlas, lo que quiere decir que la citología nació con el invento del microscopio y avanzó junto con su perfeccionamiento. El
primero en nombrar la célula fue Robert Hooke, quien en 1665, recién inventado el microscopio, empleó esa palabra para referirse a las pequeñas celditas que veía en su microscopio al observar un trozo de corcho. Hoy sabemos que Hooke estaba viendo células vegetales muertas.
2.2.1 La teoría celular
El concepto actual de célula proviene de dos científicos: en el año 1837, M. Scheleiden,
botánico, y T. Schwann, zoólogo, constatan que vegetales y animales estaban constituidos
por células. Más tarde esto se hace extensible a los microorganismos; es decir, establecen
que la célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos. En 1855, R. Virchow
completa la afirmación anterior diciendo que toda célula procede de otra célula. De este
modo, queda enunciada la teoría celular definida por tres principios básicos:
Unidad estructural: todos los seres vivos están formados por una o más células.
Unidad funcional: todas las células son capaces de mantenerse vivas por sí mismas,
pues están dotadas de la maquinaria necesaria para realizar las funciones vitales.
Unidad reproductiva: todas las células proceden de otra preexistente.
Actividad resuelta
¿Qué es una célula?
Solución
Es la menor porción de materia organizada para poderse nutrir, relacionar y reproducir. Todos los seres vivos están formados por células.
Actividad propuesta
S2.
De la siguiente lista haga un grupo con los que están formados por células y otro
con los que no:
Lista
Formados por células
Sangre
Agua
Hueso
Tapón de corcho
Hoja de cebolla
Roca
Piel de rana
Sal
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No formados por células
2.3
Organización celular
Al estudiar las células se observó que existen dos tipos de organización celular:
Procariota: más sencilla, es propia de las bacterias.
Eucariota: más compleja, es propia de los seres multicelulares, como las plantas, los
animales y los hongos. También tienen esta estructura las células que forman las algas
o los seres microscópicos como las amebas.
2.3.1 La célula procariota
Los primeros seres vivos que aparecieron sobre el planeta Tierra hace unos 3.500 millones
de años eran seres unicelulares procariotas. Durante más de 2.000 millones de años estos
seres fueron los únicos pobladores del planeta.
Las células primitivas eran muy sencillas pero poseían lo esencial para vivir. Fueron capaces de adaptarse a todos los ambientes, reproducirse y obtener materia y energía de modos
muy variados. Es decir, tuvieron una gran capacidad de adaptación, lo que desde el punto
de vista biológico supuso un éxito rotundo. Las bacterias son los representantes actuales
de estas primeras células. El tipo celular que presentan las bacterias se llama procariota,
que quiere decir “sin núcleo auténtico”. Estas células aparecen aisladas o formando colonias (grupos de células independientes que se mantienen juntas), pero nunca forman individuos pluricelulares. Los seres vivos que presentan este tipo de organización pertenecen
al reino Monera.
Las células procariotas presentan una organización extremadamente sencilla, constituida por las siguientes partes:
Membrana celular: que individualiza las células separándolas del medio externo.
Citoplasma: es el espacio interno de la célula. Contiene un líquido con estructuras que
permiten a la célula realizar sus funciones vitales. Destaca entre ellas una única molécula de ADN circular, que constituye el material genético de la célula, y los ribosomas,
que son fábricas de proteínas.
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Actividad resuelta
Sobre las células procariotas
¿Cuándo surgieron las primeras células?
Hace unos 3500 millones de años.
¿Cuáles son los representantes actuales de las prime-
ras células? ¿A qué reino pertenecen?
¿Qué indica el término procariota?
Las bacterias. Al reino Monera.
Que no tienen un verdadero núcleo.
Actividad propuesta
S3.
Indique, en el siguiente dibujo, las partes de una célula procariota típica:
2.3.2 La célula eucariota
Hace 1.500 millones de años surgieron, a partir de algunas células procariotas, unos nuevos seres unicelulares con una estructura más compleja que recibieron el nombre de eucariotas (células con núcleo verdadero).
Las células eucariotas son más complejas que las procariotas. En ellas se desarrollaron
membranas que delimitan compartimentos dentro de la célula. Una de ellas, la membrana
nuclear, envuelve al material genético, diferenciando el núcleo del resto de los componentes celulares. En todas las células eucariotas se distinguen:
Membrana: envoltura que rodea la célula.
Citoplasma: espacio entre la membrana y el núcleo
Núcleo: contiene el material genético en su interior y está separado del citoplasma por
la membrana nuclear.
Actividad resuelta
¿Cuál es la principal diferencia entre la célula procariota y la eucariota?
Solución
Las células eucariotas tienen un núcleo definido, delimitado por una membrana nuclear que envuelve el material hereditario, mientras que la procariota lo tiene disperso en el citoplasma.
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Actividad propuesta
S4.
Señale si son verdaderas [V] o falsas [F] las siguientes afirmaciones, y corrija las
respuestas falsas:
Afirmación
V/F
Corrección (si procede)
Todas las células tienen núcleo.
Todas las células provienen de la reproducción
de otras células.
La célula es la unidad vital.
Las células procariotas carecen de membrana
celular.
Las células procariotas carecen de información
genética.
Existen células procariotas capaces de hacer la
fotosíntesis.
Las células procariotas pueden formar seres
pluricelulares.
Existen seres formados por una sola célula
eucariota.
2.3.3 Forma y tamaño
La forma y el tamaño de las células eucariotas son muy variables. El tamaño oscila desde
las micras (1 micra= 1µ = 1 milésima de milímetro) hasta las visibles a simple vista, como
los huevos de las aves, pero por lo general suele oscilar entre 1 y 100 micras. Podemos decir que, en general, tienen tamaño microscópico. La célula más voluminosa es la yema de
huevo de avestruz, pues contiene abundantes sustancias de reserva.
En cualquier caso, el tamaño de las células no tiene relación con el del individuo. Las
células de un niño son, en general, de la misma medida que las de un adulto.
La forma de cada célula está relacionada con la función que tiene que realizar. La forma más repetida es la esférica porque con esta forma la membrana celular está menos estirada en relación al volumen, lo que facilita las funciones vitales, pero hay células con forma de estrella, de hilo, poliédricas, etc.
La mayor parte de los seres eucariotas son pluricelulares. Las células que los constituyen están especializadas; es decir, la forma de sus células está relacionada con la función
que desempeñan. Por ejemplo, las células de forma aplanada abundan en zonas de recubrimiento corporal, como la piel. Las células de forma alargada forman parte de los tejidos
musculares, fibras nerviosas y fibras vegetales. El trabajo que realizan se manifiesta predominantemente en una dirección fija, lo que justifica el alargamiento de su forma.
Cuando las células no están especializadas suelen adoptar la forma poliédrica.
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Actividad resuelta
¿De qué depende la forma de la célula en los seres pluricelulares?
Solución
Las células de los seres pluricelulares tendrán formas que dependerán de la función que desempeñen en ese
organismo.
Actividades propuestas
S5.
Relacione con flechas las dos columnas:
Forma celular
S6.
Función
Neurona. Célula especializada en transmitir señales
eléctricas a gran velocidad.
Glóbulo rojo o hematíe. Célula especializada en
transportar oxígeno a las células.
Células epiteliales. Su forma es una perfecta adaptación para recubrir y proteger las superficies corporales.
Enterocito. Recubre la pared interior del tubo digestivo especializado en la absorción de sustancias.
Espermatozoide. Célula especializada en desplazarse al encuentro del óvulo para fecundarlo.
Señale si son verdaderas [V] o falsas [F] las siguientes afirmaciones, y corrija las
respuestas falsas:
Afirmación
V/F
Los animales son seres unicelulares.
Las células tienen todas la misma forma pero distinto
tamaño.
Los seres unicelulares en general son microscópicos.
Un insecto y una ballena tienen células de tamaño
similar.
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Corrección (si procede)
2.3.4 Células animales y vegetales
Aunque tienen muchos orgánulos y estructuras comunes, existen diferencias entre las células eucariotas animales y las vegetales.
Células animales
Células vegetales
No poseen centríolos, y por el contrario, presentan cloroplastos y pared celular. El resto de
orgánulos son comunes con la célula animal.
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Actividad resuelta
Observe el siguiente dibujo y conteste:
Indique el nombre de los orgánulos representados.
Nucléolo.
Núcleo.
Citoplasma.
Aparato de Golgi.
Retículo endoplasmático.
Mitocondria.
Membrana plasmática.
¿Es una célula procariota o eucariota? ¿Por qué?
Es una célula eucariota, ya que posee un núcleo
verdadero.
¿Es una célula del reino animal o del reino vegetal? ¿Por qué?
Es del reino animal, porque no presenta ni cloroplastos, ni pared celular.
Actividades propuestas
S7.
Observe el siguiente dibujo e indique el nombre de los orgánulos representados.
¿Es una célula procariota o eucariota? ¿Por qué? ¿Es del reino animal o vegetal? ¿Por qué?
S8.
Basándose en los dibujos y en los textos anteriores, complete la siguiente tabla:
Orgánulo
Características
Nombre:
Se encuentra en las células:
Función:
Nombre:
Se encuentra en las células:
Función:
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Nombre:
Se encuentra en las células:
Función:
Nombre:
Se encuentra en las células:
Función:
Nombre:
Se encuentra en las células:
Función:
Nombre:
Se encuentra en las células:
Función:
2.3.5 Los orgánulos celulares
La estructura de estas células es la siguiente:
Membrana celular o plasmática: límite propio de la célula. Posee mecanismos para
que los nutrientes y los productos de desecho puedan pasar a través de ella, como la
presencia de poros (unos orificios en la membrana).
Núcleo: limitado por una membrana doble, en él se guarda el ADN de la célula, que
contiene el “programa” específico de cada célula o ser vivo.
Citoplasma: espacio delimitado por las membranas celular y nuclear. Forma el auténtico “cuerpo” de la célula, y es un líquido en el que flotan y se mueven diferentes orgánulos.
Orgánulos celulares: compartimentos especializados en realizar una función concreta.
Son los siguientes:
– Mitocondrias: orgánulos de doble membrana en que se realiza la respiración celular,
es decir, la reacción de sustancias orgánicas (nutrientes) con el oxígeno, produciendo la energía necesaria para realizar las funciones vitales de la célula.
– Ribosomas: partículas de pequeño tamaño encargadas de fabricar las proteínas siguiendo las instrucciones del ADN.
– Retículo endoplasmático: conjunto de tubos que se extiende por el citoplasma. Realiza tres funciones: fabricación o síntesis de lípidos y proteínas; almacenaje de sustancias y comunicación a las zonas de la célula. Puede llevar pegados en sus paredes
ribosomas, y entonces se llama retículo endoplasmático rugoso.
– Aparato de Golgi: pequeños sacos aplanados donde las sustancias fabricadas en el
retículo endoplasmático acaban de formarse y finalmente se introducen en vesículas
(bolsas), normalmente para ser segregadas al exterior o para formar lisosomas.
– Lisosomas: pequeñas vesículas con encimas (tipo de proteínas) digestivos, capaces
de destruir las partículas procedentes del exterior, así como los orgánulos en desuso.
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– Vacuolas: sacos de gran tamaño que almacenan diferentes tipos de sustancias.
Orgánulos exclusivos de las células animales:
– Centrosomas: orgánulo formado por un par de cilindros o centríolos constituidos por
tubos de proteínas. Tienen diversas funciones como hacer de esqueleto de la célula o
intervenir en la división celular.
Orgánulos exclusivos de las células vegetales:
– Cloroplastos: orgánulos de doble membrana en los que se realiza la fotosíntesis, es
decir, la obtención de materia orgánica nueva a partir de moléculas inorgánicas utilizando la energía de la luz solar.
– Pared celular: cubierta rígida que da forma y protección a la célula vegetal, envolviendo la membrana celular. Está formada fundamentalmente por celulosa (un glúcido).
Actividades resueltas
Lea el texto y luego conteste.
Un modo de imaginar la complejidad de algo aparentemente tan sencillo como una célula es compararla con una gran fábrica.
Del mismo modo que la función de una fábrica es elaborar productos -o bien energía- a partir de materias primas, en una
célula entra materia bruta (los nutrientes procedentes de los alimentos) y fabrican simultáneamente productos (los componentes de la célula) y energía (para realizar las funciones vitales). A este complejo proceso de fabricación le llamamos metabolismo. La producción está organizada alrededor de diferentes cadenas de montaje situadas en distintas secciones de
la fábrica (los orgánulos) y emplea a unos obreros especializados, las encimas. Para controlar la labor de estas hay muchas moléculas de regulación que trabajan como capataces: vigilan las tareas cuyo desarrollo está inscrito (como en el
plan de producción de una factoría) en el programa genético de la célula.
Sin embargo, la comparación con una fábrica tiene límites: debido a su origen (las células se pueden reproducir), debido a
la cantidad de trabajos que realizan las moléculas especializadas y debido a la versatilidad y a la eficacia de sus estructuras, la célula más simple de un ser vivo es un sistema infinitamente más complejo que la más moderna, sofisticada y grande de las fábricas humanas.
En el anterior texto imaginamos que una célula puede compararse con una fábrica, con
talleres (orgánulos) y oficinas (núcleo). Relacione cada letra con las estructuras celulares, colocando la letra en el lugar indicado:
A
B
C
D
Y
Archivo en la zona de oficinas con los planos necesarios para la fabri-
cación de cualquier herramienta o maquinaria que se necesite.
Lugares dedicados al almacenaje.
Perímetro de la factoría por el que deben pasar los productos y las
materias primas, bien libremente o a través de puertas especiales.
Las puertas de mayor tamaño para el paso de grandes cantidades de
materiales.
Lugar de control y administración (oficinas). Normalmente bien diferen-
ciado de la zona de talleres.
Y
Núcleo
I
Mitocondrias
K
Célula procariota
G
Citoplasma
A
ADN
Laboratorio exclusivo de determinadas factorías. Permite obtener ma-
F
terias primas y combustible para el funcionamiento de la fábrica. Gracias a ellos no es necesario importar esos productos del exterior.
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D
Poros de la membrana
celular
Zona más grande de la factoría: alberga los talleres y ahí se realizan
G
H
I
J
K
L
las operaciones transformadoras más frecuentes. En las factorías más
avanzadas se divide en compartimentos especializados.
Corredores de la fábrica en ocasiones llenos de productos.
Compartimento especial de todas las factorías donde se queman com-
bustibles para generar corriente eléctrica.
Cadena de ensamblaje final y empaquetado de los productos exporta-
bles.
Factoría primitiva, sin secciones definidas ni tabiques internos.
Factoría más avanzada, con compartimentos especializados en activi-
dades para un mejor rendimiento.
B
Vacuolas
C
Membrana celular
H
Retículo endoplasmático
L
Célula eucariota
J
Aparato de Golgi
F
Cloroplasto
Actividad propuesta
S9.
Relacione, colocando la letra en el lugar apropiado, cada orgánulo con las funciones que se mencionan a continuación.
Letra
Funciones
Letra
Orgánulos
A
Síntesis de proteínas.
Membrana celular.
B
Regula las funciones de la célula.
Ribosomas.
C
Fotosíntesis.
Lisosomas.
D
Fabricación y circulación de sustancias.
Aparato de Golgi.
Y
Digestión celular.
Núcleo.
F
Separa la célula del medio que la rodea.
Mitocondrias.
G
Orgánulo onde se lleva a cabo la respiración
Cloroplastos.
H
Incorpora y libera distintos productos que la cé-
Retículo endoplasmático.
celular.
lula fabrica en el retículo.
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2.4
El núcleo y el ciclo celular
La célula es la unidad reproductora de los seres vivos. El período de tiempo desde que una
célula “nace” hasta que se reproduce se conoce como ciclo celular.
Se cree que una de las razones por las que comienza la división celular es el aumento
del tamaño del citoplasma con relación al tamaño del núcleo. A lo largo de su vida las células se nutren y aumentan de tamaño. En el momento en que una célula alcanza el tamaño
adecuado comenzará la división celular.
El ciclo celular consta de dos períodos:
Interfase: es el período más largo del ciclo celular, y en él la célula aumenta de tamaño
y se duplica el material genético o ADN.
División celular: la célula se divide, es decir, se reproduce.
El núcleo celular presenta un aspecto muy diferente dependiendo de si está en el período
de interfase o en el de división.
2.4.1 El núcleo en la interfase. Los cromosomas
El componente mayoritario del núcleo es el ADN (ácido desoxirribonucleico), que contiene la información necesaria para realizar todas las funciones celulares. El ADN tiene una
estructura formada por dos cadenas de nucleótidos (adenina, timina, citosina, etc.) dispuestas en una doble espiral.
El ADN en la interfase se encuentra en forma de fibras dispersas por el núcleo que reciben el nombre de cromatina. A medida que va avanzando la interfase, el ADN va condensándose formando los cromosomas, que son los
encargados de transmitir la información genética contenida en el ADN de la
célula madre hasta las células hijas.
Por lo tanto podemos decir que la cromatina y los cromosomas son la misma
sustancia (ADN) pero con distinto grado de empaquetado.
Al inicio de la interfase los cromosomas tienen forma de bastoncitos (ver dibujo). Pero durante este período se produce la duplicación del ADN de esos cromosomas apareciendo al
final de la interfase dos copias exactas de cada molécula de ADN. Los cromosomas se hacen visibles ahora al microscopio como unos bastoncitos dobles (dos cromátidas) unidos
por una región muy estrecha (centrómero).
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Un gen es un pequeño fragmento de ADN que contiene la información necesaria para que
se exprese un determinado carácter en un individuo (por ejemplo el color de ojos o de la
piel). En la mayoría de las especies, los individuos tienen un conjunto de genes heredados
de sus dos progenitores. Esto significa que para un solo carácter el individuo tiene dos informaciones: la del gen heredado de su padre y la del gen heredado de su madre. Que se
manifieste una característica u otra depende de si un gen es dominante sobre el otro.
El genoma humano, es decir, todo el ADN humano, fue secuenciado en abril del 2003, y
como se dijo en aquel momento, se secuenció el “libro de la vida”.
Actividad resuelta
¿Por qué los cromosomas tienen dos partes iguales? Razone la respuesta.
Solución
Cada cromosoma tiene dos partes iguales (las cromátidas) porque durante la interfase la molécula de ADN
que lo forma se duplica. La duplicación es necesaria para garantizar que, cuando la célula se divida en la
reproducción, las células hijas reciban los mismos cromosomas que la célula madre.
Actividad propuesta
S10.
Señale si son verdaderas [V] o falsas [F] las siguientes afirmaciones, y corrija las
respuestas falsas:
Afirmación
V/F
Corrección (si procede)
Una célula tiene la misma cantidad de ADN al
inicio y al final de la interfase.
Cromosomas y cromatina están formados por
la misma sustancia, el ADN, pero con distinto
grado de empaquetamiento.
Cromatina y cromátida son lo mismo.
Un cromosoma puede considerarse como un
conjunto de genes.
2.4.2 El cariotipo
Es el conjunto de cromosomas de una célula o de una
especie. También se utiliza
este término para referirse a
la disposición ordenada de
estos cromosomas según su
tamaño y forma.
Cariotipo humano perteneciente a un hombre Cariotipo humano perteneciente a una mujer
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En el cariotipo se distinguen dos tipos de cromosomas:
Heterocromosomas o cromosomas sexuales: es un par de cromosomas muy diferentes uno del otro e intervienen en la determinación del sexo. Uno de ellos se denomina X
y el otro Y. En los seres humanos, las mujeres tienen dos cromosomas X, son XX. En
los hombres son XY, ya que aportan un cromosoma X y otro Y.
Autosomas: constituyen el resto de los cromosomas y son iguales en los dos sexos.
Las células de los organismos de la misma especie tienen el mismo número de cromosomas y estos tienen un tamaño y una forma característica. Las células humanas poseen 46
cromosomas, de los que 44 (22 pares) son autosomas y dos son cromosomas sexuales. En
la siguiente tabla se muestra el número característico de varias especies animales.
Especie
Mosca
Pomba
Caracol
Gato
Porco
Can
Oveja
5
16
24
38
40
78
54
Nº cromosomas
Actividad resuelta
¿El número de heterocromosomas depende de la especie? Razone la respuesta.
No, siempre encontraremos, en cualquier especie, un par de heterocromosomas que determinarán el sexo
de la especie.
Solución
Actividad propuesta
S11.
Basándose en el siguiente cariotipo, conteste:
¿A qué especie pertenece el carioti-
po? ¿Por qué?
¿El cariotipo es de un macho o de
una hembra? ¿Por qué?
¿Hay alguna anomalía en el carioti-
po?
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2.4.3 Células diploides y células haploides
Si realizamos el cariotipo de una célula animal o vegetal, se observa que está formado normalmente por parejas de cromosomas morfológicamente similares; los cromosomas del
par se denominan cromosomas homólogos, y las células que tienen los cromosomas por
pares se denominan células diploides y se representan por 2n. Las células que solo tienen
una serie de cromosomas se denominan células haploides, y se representan por n.
Los cromosomas homólogos contienen información para los mismos caracteres, aunque estos no tienen por que ser iguales, ya que cada cromosoma homólogo del par procede
de un progenitor. Por ejemplo, en la especie humana cada célula diploide contiene 23 cromosomas de origen materno y otros 23 de origen paterna, que fueron proporcionados por
los gametos femenino y masculino, respectivamente, en la fecundación.
Actividad resuelta
Indique la diferencia entre una célula diploide y una célula haploide
Solución
La célula diploide contiene cromosomas que se pueden agrupar en parejas de homólogos (2n). Los cromosomas de las células haploides no pueden agruparse por parejas (n).
Actividad propuesta
S12.
La fotografía muestra un conjunto ordenado de cromosomas de un individuo:
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¿Cuántos cromosomas hay? ¿Es una
célula diploide o haploide? ¿Por qué?
¿Cuántas cromátidas tiene cada cro-
mosoma?
¿Cuántos cromosomas habría en un
gameto de este individuo?
22 cromosomas.
23 pares de cromosomas.
46 cromosomas.
23 cromosomas
¿Es el cariotipo de un hombre o de una
mujer?
¿Cuántos cromosomas son autoso-
mas? ¿Cuántos heterocromosomas?
¿En qué fase del ciclo celular (interfase
o mitosis) cree que se fotografiaron los
cromosomas?
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2.5
Las divisiones de la célula
2.5.1 Mitosis
Todas las células que forman el cuerpo de un organismo proceden de divisiones sucesivas
del cigoto (óvulo fecundado) durante el desarrollo embrionario, y en todas ellas se puede
comprobar que el cariotipo es idéntico.
La mitosis es un proceso común a todo tipo de células eucariotas, mediante el que se
asegura que las células hijas reciban los mismos cromosomas que la célula madre y, por lo
tanto, la misma información genética.
En los seres unicelulares, cando una célula se divide se reproduce también el número de
individuos. Pero en los pluricelulares la reproducción por mitosis tiene como finalidad solamente el crecimiento del individuo. De igual modo, sirve para reponer los tejidos que estén dañados o viejos y, así, las nuevas células son idénticas a las que se substituyen.
El proceso de la mitosis es un proceso continuo pero para su estudio se agrupa en cuatro fases:
Profase: la cromatina que estaba dispersa en el núcleo se organiza y se condensa, y se
hacen visibles los cromosomas. Como sabemos, los cromosomas son dobles, formados
por dos cromátidas idénticas, y unidos por el centrómero. La membrana nuclear desaparece y los cromosomas se dispersan por toda la célula.
Metafase: los cromosomas se disponen en el plano central de la célula arrastrados por
los hilos del huso mitótico.
Anafase: en cada cromosoma los centrómeros se escinden y las cromátidas se separan.
La cromátida de cada cromosoma se dirige a un polo opuesto de la célula. Al final de la
anafase no solo habrá el mismo número de cromátidas en cada extremo, sino también
una de cada cromosoma.
Telofase: se forma una nueva membrana nuclear rodeando a cada grupo de cromátidas
(cromosomas hijos) en cada polo de la célula.
Después de finalizada la división del núcleo por mitosis, el citoplasma se divide englobando cada uno de los núcleos, y se completa así la división celular.
Profase inicial y final
Metafase
Página 20 de 46
Anafase
Telofase
Actividad resuelta
Tenemos una célula diploide de diez cromosomas (2n=10) que se va a dividir:
¿Cuántas moléculas de ADN (cromátidas) tiene?
20
¿Cuántas moléculas de ADN tendrá cada núcleo hijo?
10
¿Qué le pasa en cuanto al número de moléculas de
Cada cromátida (molécula de ADN) de cada cromosoma va
para una célula hija.
ADN desde que se inicia la mitosis hasta que finaliza?
¿Serán idénticas las células hijas a la célula original?
¿Por qué?
Sí, las cromátidas que reciben las células hijas proceden de
la duplicación del ADN y son genéticamente idénticas.
Actividad propuesta
S13.
Identifique las etapas de la mitosis de la siguiente fotografía:
1
6
2
7
3
8
4
9
5
10
Página 21 de 46
2.5.2 Meiosis
La meiosis permite que se reduzca el número de cromosomas a la mitad para formar los
gametos y, así, al fusionarse en la fecundación, mantener constante el número de cromosomas de la especie.
Para que un organismo pluricelular con reproducción sexual se reproduzca tienen que
ocurrir tres procesos:
Gametogénesis: formación de los gametos (haploides) a partir de una célula diploide
(célula germinal).
Fecundación: dos gametos de distintos sexos se juntan y originan una nueva célula denominada cigoto.
Desarrollo embrionario: procesos por los que un cigoto se transforma hasta dar lugar a
un adulto. Tiene lugar por sucesivas mitosis.
La fecundación implica un problema, ya que cada vez que se unen dos núcleos se unen
dos dotaciones cromosómicas. Si los adultos tenían 46 cromosomas, el cigoto tendría 92 y,
por tanto, daría lugar a nuevos adultos con 92 cromosomas, lo que no puede ser, ya que se
modificaría el número cromosómico de la especie, y este número tiene que permanecer estable.
Para mantener esa estabilidad en el número de cromosomas se desarrolló un mecanismo especial de división celular, la meiosis. Por este tipo de división, a partir de una célula
diploide se obtienen cuatro células haploides.
En la meiosis, de cada célula madre se obtienen cuatro células hijas tras dos divisiones
sucesivas de la célula, pero solo se produce una duplicación del ADN en la interfase.
Comparación gráfica entre mitosis y meiosis
Actividad resuelta
Una célula con 2n = 4 comienza una meiosis:
¿Cuántas cromátidas tiene cada cromosoma de
la célula al comienzo del proceso?
Cada cromosoma tiene dos cromátidas.
Página 22 de 46
¿Cuántas células hay al final de la primera divi-
sión meiótica? ¿Cuántos cromosomas tiene cada célula? ¿Cuántas cromátidas tiene cada cromosoma?
Dos células. Cada célula tiene dos cromosomas. Dos cromátidas.
¿Cuántas células hay al final de la segunda
división? ¿Cuántos cromosomas tiene cada célula? ¿Cuántas cromátidas tiene cada cromosoma?
¿Cuántas cromátidas, en total, hay al principio
del proceso? ¿Y al final?
Cuatro células. Cada célula tiene dos cromosomas. Una cromátida.
Tanto al principio como al final hay ocho cromátidas en total.
Actividades propuestas
S14.
¿Por qué es necesaria la meiosis en los organismos con reproducción sexual?
S15.
Indique semejanzas y diferencias entre mitosis y meiosis según el esquema expuesto más arriba.
Página 23 de 46
2.6
La ingeniería genética y sus aplicaciones
La ingeniería genética constituye un campo con espectaculares avances en los últimos
años. Básicamente, las investigaciones se centran en las modificaciones del patrimonio
genético de los organismos, introduciéndoles genes que les proporcionan nuevas características.
Se denomina organismo transgénico aquel cuyo genoma ha sido modificado con genes
procedentes de otra especie.
Las grandes áreas en que se emplean las técnicas de ingeniería genética son las siguientes:
Medicina y farmacología: para la obtención de sustancias terapéuticas como vacunas,
hormonas humanas (como la insulina necesaria para los diabéticos), factores de coagulación para los hemofílicos, etc.
Agricultura: para la obtención de plantas transgénicas de mayor rendimiento, más resistentes o de mejor calidad nutricional.
Ganadería: la clonación de animales suele ir asociada a ingeniería genética, a la búsqueda de una mejor ganadería o con aplicaciones biomédicas.
Protección ambiental: con el objetivo de desarrollar nuevos organismos que colaboren
en la limpieza del ambiente.
Actividad resuelta
¿Qué es la ingeniería genética?
Solución
La ingeniería genética es el conjunto de técnicas por las que se modifica el ADN de los organismos persiguiendo de diversos objetivos.
Actividad propuesta
S16.
¿Qué es un organismo transgénico? Explique las áreas de uso de la ingeniería
genética.
2.6.1 Aplicaciones de la ingeniería genética en microorganismos
Aplicaciones médicas y farmacológicas
La técnicas de ingeniería genética de ADN recombinante permiten identificar y aislar un
gen concreto, ya conocido y de efectos deseados, y transferirlo a una célula de otra especie, generalmente una bacteria, que lo incorporan como si fuese propio, y serán estas bacterias las que fabriquen el producto deseado que codifica el gen.
Con esta tecnología se producen moléculas muy útiles para nuestra especie, como la insulina, la hormona de crecimiento o proteínas sanguíneas: factores de coagulación, antibióticos, interferones, y algunas vacunas como las de la hepatitis A y B.
Página 24 de 46
Aplicación medioambiental
Cada vez es más habitual el uso de microorganismos genéticamente modificados para algunas aplicaciones medioambientales: por ejemplo, las bacterias utilizadas para la limpieza del vertido de fuel del Prestige en nuestras costas. Aunque estas bacterias de forma natural ya degradan derivados del petróleo, la ingeniería genética les confiere una mayor resistencia a determinadas condiciones ambientales de la zona afectada.
También se están desarrollando nuevas técnicas de bacterias modificadas genéticamente capaces de degradar residuos de origen industrial, agrícola o urbano, así como aguas o
suelos contaminados con metales pesados. Estas últimas se utilizaron para descontaminar
los alrededores del parque nacional de Doñana, a raíz del accidente de las minas de Aznalcóllar (1998).
Actividad resuelta
¿En qué sentido la ingeniería genética constituye una prueba de que el ADN lleva la información genética?
Solución
Hay varios modos de comprobarlo. Uno de ellos es que cuando transferimos un gen de efectos conocidos
en una especie a otra que no presentaba esos efectos, esta segunda, al recibir el gen, “adquiere” esos
mismos efectos.
Actividad propuesta
S17.
¿Qué ventajas tiene producir estas moléculas por las bacterias modificadas?
2.6.2 Aplicaciones de la ingeniería genética en la agricultura: plantas
transgénicas
Una planta transgénica es aquella a la que se le ha introducido un gen procedente de otro
organismo y que, después de incorporado a su genoma, modifica sus características. De
este modo, las plantas transformadas presentan características como, por ejemplo:
Resistencia a parásitos o a depredadores, introduciéndoles genes que producen toxinas,
como en el caso del maíz, y a las orugas y escarabajos.
Resistencia a herbicidas: la soja, el algodón y el maíz resisten las altas concentraciones
de herbicidas que se echan en los campos para erradicar malas hierbas.
Crecimiento más rápido o adaptación a condiciones ambientales adversas.
Según se vayan identificando nuevos genes, las plantas transgénicas podrán ser más resistentes al frío y a la sequía, o tolerar suelos salinos o altamente contaminados. Igualmente,
se les podría introducir genes humanos, lo que permitirá obtener determinadas proteínas
humanas de uso farmacológico.
Sin embargo, existen grupos y personas que son activos detractores de estas técnicas,
de la que destacan los riesgos que supone para el medio ambiente y para la salud de las
Página 25 de 46
personas, relacionados con el desconocimiento de sus consecuencias:
Pérdida de biodiversidad: las plantas transgénicas pueden invadir ecosistemas naturales
y desplazar a las plantas autóctonas.
“Salto” de modo accidental de los genes transferidos a otras especies silvestres: podrían
aparecer malas hierbas resistentes a herbicidas o bacterias patógenas resistentes a los
antibióticos.
Efectos perjudiciales para la salud, como problemas alérgicos.
Repercusiones socioeconómicas globales para los pequeños campesinos.
Actividad resuelta
¿Qué es una planta transgénica?
Solución
Una planta transgénica es aquella a la que se le ha introducido un gen procedente de otro organismo que,
después de incorporado a su genoma, modifica sus características para conseguir alguna utilidad.
Actividad propuesta
S18.
¿Por qué algunas plantas transgénicas tienen una mayor resistencia a las plagas?
2.6.3 Aplicaciones de la ingeniería genética en animales
Se está investigando la producción de animales clónicos y transgénicos, al mismo tempo.
Clonar un organismo significa hacer una o varias copias idénticas a la original. Se distinguen dos tipos de clonación, la reproductiva y la terapéutica (que no trataremos).
Clonación reproductiva de animales
Este tipo de clonación tiene como objetivo conseguir individuos idénticos entre sí. Existen
varios métodos de clonación. Hasta julio de 1996 se partía de un cigoto, resultado de la fecundación de un óvulo y de un espermatozoide, y, después de la primera división, se implantaba cada célula hija en una madre portadora para obtener dos clones.
El nacimiento de la oveja Dolly fue revolucionario, porque fue el primer mamífero clonado mediante una técnica conocida como transferencia nuclear. Esta técnica se basa en la
fusión de un óvulo desnucleado al que se le implanta el núcleo de una célula diferenciada
extraída de la oveja que se quiere clonar.
Posteriormente la técnica se aplicó en otros tipos de mamíferos, como cerdos, ratones,
cabras o gatos, pero solo en un pequeño porcentaje de los embriones clonados por transferencia nuclear se consiguió desarrollar con normalidad.
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Las aplicaciones de la ingeniería genética en animales son diversas:
Mejora de la producción ganadera: se está investigando para obtener ejemplares de
animales de mayor valor productivo (mayor producción de leche, mejor calidad de la
carne o mayor velocidad de crecimiento).
Conservación de especies en peligro de extinción o incluso de animales de compañía.
Aplicación medica o farmacológica:
– Obtención de fármacos. Combinando la clonación con la modificación genética, se
pueden obtener clones de animales productores de medicamentos, como por ejemplo, clones de cabras que contienen en su leche proteínas medicinales para tratar determinadas enfermedades de los seres humanos.
– Xenotransplantes: obtención de órganos animales (de cerdos) con genes humanos
para no ser rechazados en transplantes.
– Nutrición: animales con carnes y huevos con menos colesterol y grasas.
La manipulación genética en animales, igual que en las plantas, abre un debate ético por
sus posibles repercusiones sociales, económicas y sanitarias. Es el caso de las investigaciones para xenotransplantes a partir de cerdos. Se produjo una moratoria al descubrirse
que con frecuencia esos animales son portadores de virus que podrían provocar que alguna
variante vírica afectase al ser humano.
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Actividad resuelta
¿Por qué la ingeniería genética y la clonación de organismos son dos tecnologías que
suelen ir unidas?
Solución
Porque la clonación permite obtener un organismo (planta, animal o microorganismo) a partir de una célula
inicial cuyo genoma ha sido modificado por ingeniería genética.
Actividad propuesta
S19.
¿Qué aporta la clonación en la problemática de los rechazos de órganos?
Página 28 de 46
3.
Resumen de contenidos
Os SERES
VIVOS
Apartado 1
están formados por
Práctica 1
MICROSCOPIO
amosan gran
variedade de
Práctica 2
Práctica 3
Práctica 4
Teoría celular
CÉLULAS
observadas mediante
o emprego do
definidas na
Apartado 2
integradas por un conxunto de
Formas, tamaños
e número
ORGÁNULOS
NÚCLEO
como o
Apartado 3
Apartado 4
que permiten facer as funcións vitais de
NUTRICIÓN
RELACIÓN
REPRODUCCIÓN
mediante a
división da
célula por
Práctica 5
MITOSE
Apartado 5
MEIOSE
que permiten a transmisión
á descendencia da
ENXEÑARÍA
XENÉTICA
INFORMACIÓN
XENÉTICA
que pode ser manipulada
mediante
Apartado 6
contida no
CARIOTIPO
Página 29 de 46
onde se atopa a
4.
Actividades complementarias
S20.
¿De qué células evolucionaron las células eucariotas?
S21.
Las células de las glándulas están especializadas en la producción y secreción
de determinadas sustancias, como puede ser la leche de las glándulas mamarias, la saliva de las glándulas salivares o los zumos gástricos de las glándulas
digestivas. ¿Qué orgánulos celulares cree que estarán más desarrollados y serán más abundantes en estas células?
S22.
¿Qué orgánulo celular deberá estar presente en una cantidad elevada en células
que necesitan un gran gasto energético, como una célula del corazón o una
muscular?
S23.
¿En qué consiste la fotosíntesis?
S24.
¿En qué consiste la respiración celular?
S25.
¿De dónde obtienen las células vegetales la materia orgánica que se oxida en la
respiración celular? ¿Y los animales?
S26.
¿Qué ocurriría si los gametos humanos fuesen células diploides? ¿Cuántos cromosomas tendrían los hijos?
S27.
¿Para qué sirve la mitosis en un ser unicelular eucariota?
S28.
¿Alguna célula humana es capaz de realizar la mitosis? Razone la respuesta.
S29.
Si las células hijas obtenidas al final de la mitosis se volvieran a dividir, ¿qué le
tendría que suceder al material genético en la interfase?
S30.
Si una mujer y un hombre tienen un hijo, ¿cuántos cromosomas tendrán el espermatozoide y el óvulo? ¿Cuántos cromosomas tendrá el hijo?
S31.
¿En qué consiste la ingeniería genética de ADN recombinante?
S32.
¿Cuáles son las posibles aplicaciones de la ingeniería genética en farmacología
y en la limpieza del medio ambiente?
S33.
Indique las ventajas y los inconvenientes de la utilización de plantas transgénicas.
S34.
¿Qué es la clonación reproductiva?
S35.
Cite algunos ejemplos de la utilidad de los animales transgénicos.
Página 30 de 46
5.
Cuestionario de autoevaluación
1.
¿Qué es cierto respecto a la teoría celular?
2.
Las células son capaces de realizar las funciones vitales.
Un insecto y una ballena tienen células de tamaño similar.
Los animales son seres unicelulares.
Los seres unicelulares, en general, son microscópicos.
Todas las células tienen la misma forma pero distinto tamaño.
Las células procariotas pueden formar seres pluricelulares.
Existen células procariotas sin membrana celular.
Las células procariotas carecen de información genética.
Las células procariotas carecen de núcleo.
En relación con las células eucariotas, ¿cuáles son las afirmaciones correctas?
5.
Fue enunciada por Robert Hooke.
¿Cuáles de las siguientes afirmaciones relativas a las células procariotas son ciertas?
4.
Todos los seres vivos están formados por una o más células.
¿Cuáles de las siguientes afirmaciones son verdaderas?
3.
Todas las células provienen de la reproducción de otras células.
Las bacterias están formadas por una única célula eucariota.
Todas las células tienen membrana celular.
Las células vegetales tienen cloroplastos.
Las células animales tienen pared celular.
Señale las afirmaciones correctas.
Una célula especializada en la secreción de saliva tiene muy desarrollado el
aparato de Golgi.
Los ribosomas realizan la digestión celular.
Las células vegetales no tienen mitocondrias.
Una célula animal muscular tiene muchas mitocondrias.
Página 31 de 46
6.
7.
Señale las afirmaciones correctas.
El componente mayoritario del núcleo es el ácido desoxirribonucleico o ADN.
Cada cromosoma tiene dos moléculas idénticas (cromátidas) como resultado de
la duplicación del ADN en interfase.
Tiene distinto número de cromosomas una célula de la epidermis que una célula nerviosa.
Observe el dibujo del cromosoma de la derecha e indique las
afirmaciones correctas.
8.
9.
Cromatina y cromosoma son la misma sustancia, pero con distinto grado de
empaquetado.
El número 1 corresponde a una cromátida.
El cromosoma representado se encuentra en interfase.
El número 2 se refiere al centrómero.
El número 3 señala el ADN, molécula que forma el material
genético.
¿Cuáles son las afirmaciones correctas?
Los gametos tienen la mitad de cromosomas que el resto de las células del
cuerpo.
El cariotipo es el conjunto de cromosomas de una célula o de una especie.
Un gen es un pequeño fragmento de ADN que contiene la información necesaria para que se exprese un determinado carácter.
El número diploide (2n) representa el número total de cromosomas de la especie.
Sobre las diferencias entre mitosis y meiosis, ¿cuáles son las afirmaciones correctas?
Una célula diploide con seis cromosomas que se divide por mitosis dará dos
células diploides con tres cromosomas cada una.
Mitosis y meiosis son dos modos de reproducción celular.
Una célula diploide con seis cromosomas que se divide por meiosis dará cuatro
células haploides con tres cromosomas cada una.
La meiosis garantiza que las células hijas tengan los mismos cromosomas que
la célula madre.
10. Sobre ingeniería genética. ¿Cuáles son las afirmaciones correctas?
Los organismos transgénicos proceden del cruce entre dos especies diferentes.
Dolly es un ejemplo de organismo transgénico.
Clonar un organismo es hacer copias idénticas genéticamente a la original.
Página 32 de 46
La ingeniería genética se emplea en la medicina y en la protección ambiental.
Página 33 de 46
6.
6.1
Solucionarios
Soluciones de las actividades propuestas
S1.
No, las vitaminas no se encuentran dentro de este grupo, aunque son nutrientes fundamentales para la vida. Su
carencia provoca importantes alteraciones metabólicas.
S2.
Lista
Formados por células
No formados por células
Sangre, hueso, tapón de corcho, hoja de la
cebolla, piel de rana.
Agua, roca, sal.
Sangre
Agua
Hueso
Tapón de corcho
Hoja de la cebolla
Roca
Piel de rana
Sal
S3.
S4.
Afirmación
V/F
Todas las células tienen núcleo.
F
Todas las células provienen de la reproducción
V
de otras células.
La célula es la unidad vital.
V
Página 34 de 46
Corrección (si procede)
Las células procariotas carecen de núcleo
Las células procariotas carecen de membrana
celular.
Las células procariotas carecen de información
genética.
Existen células procariotas capaces de hacer la
fotosíntesis.
Las células procariotas pueden formar seres
pluricelulares.
Existen seres formados por una sola célula
eucariota.
F
Todas las células, tanto las procariotas como las
eucariotas, tienen membrana celular o plasmática.
F
Las células procariotas tienen información genética,
ADN, disperso en el citoplasma.
V
Forman seres unicelulares y, en algún caso, colonias
pero nunca seres pluricelulares.
F
V
S5.
S6.
Los animales son seres unicelulares.
F
Son seres pluricelulares, con muchas células.
Las células tienen todas la misma forma pero distinto
F
Tienen formas distintas y distintos tamaños.
tamaño.
Los seres unicelulares en general son microscópicos.
V
Un insecto y una ballena tienen células de tamaño
V
similar.
Página 35 de 46
S7.
Es una célula eucariota, ya que posee un núcleo verdadero.
Es del reino vegetal, porque presenta cloroplastos,
pared celular y tiene una gran vacuola que ocupa la
mayor parte del citoplasma
S8.
Orgánulo
Características
Nombre: aparato de Golgi.
Se encuentra en las células: animales y vegetales.
Función: fabricar sustancias y empaquetarlas en vesículas.
Nombre: pared celular.
Se encuentra en las células: vegetales.
Función: dar forma y protección a la célula.
Nombre: centrosoma (dos centríolos).
Se encuentra en las células: animales.
Función: hacer de esqueleto celular e intervenir en la división celular.
Nombre: vacuola.
Se encuentra en las células: animales y vegetales.
Función: almacenar sustancias.
Nombre: mitocondria.
Se encuentra en las células: animales y vegetales.
Función: realizar la respiración celular.
Nombre: cloroplasto.
Se encuentra en las células: vegetales.
Función: realizar la fotosíntesis.
S9.
Letra
Funciones
Letra
Orgánulos
A
Síntesis de proteínas.
F
Membrana celular
B
Regula las funciones de la célula.
A
Ribosomas
C
Fotosíntesis.
Y
Lisosomas
D
Fabricación y circulación de sustancias.
H
Aparato de Golgi
Página 36 de 46
Y
Digestión celular.
B
Núcleo
F
Separa la célula del medio que la rodea.
G
Mitocondrias
G
Orgánulo donde se lleva a cabo la respiración celu-
C
Cloroplastos
H
Incorpora y libera distintos productos que la célula
D
Retículo endoplasmático
lar.
fabrica en el retículo.
S10.
Afirmación
V/F
Corrección (si procede)
F
La cantidad de ADN al final de la interfase es el
doble que al principio.
Una célula tiene la misma cantidad de ADN al
inicio y al final de la interfase.
Cromosomas y cromatina están formados por la
misma sustancia, el ADN, pero con distinto grado de empaquetamiento.
V
Cromatina y cromátida es lo mismo.
F
Un cromosoma puede considerarse como un
V
conjunto de genes.
La cromatina es el ADN de la célula durante la
interfase, mientras que la cromátida es cada
parte de un cromosoma, como resultado de la
duplicación del ADN. Los cromosomas y las
cromatidas solo se visualizan durante la división.
S11.
¿A qué especie pertenece el cariotipo? ¿Por qué?
La especie humana, por tener 23 pares de cromosomas
¿El cariotipo es de un macho o de una hembra? ¿Por
De un macho, por que tiene un cromosoma Y
qué?
¿Hay alguna anomalía en el cariotipo?
Sí, no tiene un número par en todos los cromosomas.
¿Cuántos cromosomas hay? ¿Se trata de una célula
Hay 46 cromosomas. Se trata de una célula diploide,
al estar los cromosomas por pares.
S12.
diploide o haploide? ¿Por qué?
¿Cuántas cromátidas tiene cada cromosoma?
Cada cromosoma tiene dos cromátidas.
¿Cuántos cromosomas encontraríamos en un gameto
En un gameto de este individuo encontraremos 23
cromosomas.
de este individuo?
¿Es el cariotipo de un hombre o de una mujer?
¿Cuántos cromosomas son autosomas? ¿Cuántos son
heterocromosomas?
Página 37 de 46
Es el cariotipo de una mujer, por tener dos cromosomas X.
Los autosomas son 22 pares de cromosomas. Un
heterocromosoma, el par sexual, XX.
¿En qué fase del ciclo celular (interfase o mitosis) cree
que se fotografiaron los cromosomas?
En mitosis, única fase en que se visualizan los cromosomas; en la interfase el material genético se organiza en forma de cromatina.
S13.
1 Telofase
2 Profase
3 Profase
4 Profase
5 Profase
6 Metafase
7 Metafase
8 Anafase
9 Anafase
10 Telofase
S14.
Los organismos con reproducción sexual necesitan la meiosis para que los gametos tengan la mitad de cromosomas, es decir, haploides, y al fusionarse en la fecundación no se doble el número de cromosomas en la siguiente generación.
S15.
Las principales diferencias son que en la mitosis se obtienen dos células, mientras que en la meiosis se obtienen cuatro. En la mitosis cada célula hija tiene el mismo ADN que la célula original, mientras que en la meiosis
las células hijas tienen la mitad respecto a la célula original.
S16.
Un organismo transgénico es aquel al que se le añadieron genes procedentes de otra especie. Las áreas de utilización de la ingeniería genética son la agricultura, la ganadería y la protección del medio.
S17.
La ventaja es que se pueden obtener moléculas con aplicaciones médicas o farmacológicas a gran escala, ya
que las bacterias se reproducen muy rápido y cada bacteria modificada sería capaz de elaborar un producto deseado (insulina, vacunas…).
S18.
Algunas plantas transgénicas tienen una mayor resistencia a las plagas, porque se les ha introducido un gen
que produce toxinas frente a los parásitos responsables de la plaga.
S19.
La clonación de animales modificados genéticamente con proteínas humanas supondría una reducción del rechazo de órganos.
Página 38 de 46
6.2
Soluciones de las actividades complementarias
S20.
Surgieron a partir de algunas células procariotas hace 1.500 millones de años.
S21.
Todos aquellos orgánulos implicados en la producción de sustancias como el retículo endoplasmático (liso y rugoso) y especialmente el aparato de Golgi.
S22.
Las mitocondrias, que son las encargadas de producir energía.
S23.
La fotosíntesis es una reacción química realizada en los cloroplastos (y por lo tanto exclusiva de los vegetales)
que consiste en la fabricación de materia orgánica a partir de materia inorgánica (agua y CO2) empleando la
energía de la luz solar.
S24.
La respiración es una reacción química realizada en las mitocondrias (y por lo tanto común a animales y vegetales) que consiste en la reacción de materia orgánica con el oxígeno, liberando energía química que será utilizada por la célula; como desecho se libera CO2 a la atmósfera.
S25.
Los vegetales obtienen la materia orgánica de sí mismos ya que la producen mediante la fotosíntesis. Los animales deben incorporar la materia orgánica en su alimentación procedente de vegetales (herbívoros) o de otros
animales (carnívoros).
S26.
Si los gametos fuesen diploides (46 cromosomas), al unirse durante la fecundación resultaría una célula huevo
con el doble de cromosomas (92) que sus progenitores, cosa imposible, pues cada especie viene determinada
por un número fijo de cromosomas.
Página 39 de 46
S27.
En los seres unicelulares la mitosis es una forma de reproducción que garantiza que las células hijas tengan los
mismos cromosomas que la célula madre.
S28.
Todas aquellas células que se reproducen para reponer las ya muertas, dañadas o viejas, o durante el crecimiento del organismo, lo hacen mediante mitosis, por lo que es un medio muy común de reproducción celular.
Las únicas células humanas que no sufren mitosis son las que dan lugar a los gametos, que lo hacen por meiosis.
S29.
Durante la interfase que precede a una mitosis el ADN se duplica para permitir que, una vez dividida la célula
madre, cada una de las dos células hijas lleve la misma información genética que aquella.
S30.
Tanto el espermatozoide como el óvulo tienen 23 cromosomas, de modo que, una vez fecundados, la célula
huevo que dará lugar al hijo tenga 23+23 = 46 cromosomas.
S31.
El ADN recombinante es una técnica de ingeniería genética que consiste en cortar, aislar y unir distintos fragmentos de ADN (manipular el ADN) para crear un ADN nuevo.
S32.
Mediante las técnicas de ADN recombinante se obtienen productos de interés farmacológico como la insulina, la
hormona del crecimiento, antibióticos, vacunas, etc. Para la lucha contra la contaminación ambiental, la ingeniería genética permite crear bacterias que degradan el petróleo y residuos de origen industrial, agrícola o urbano.
S33.
Ventajas: resistencia ante parásitos, depredadores y herbicidas; crecimiento más rápido, que conduce a una
mayor productividad; adaptación a condiciones ambientales adversas (frío, sequía, etc.).
Inconvenientes: pérdida de biodiversidad como consecuencia de su mayor fortaleza; efectos perjudiciales para
la salud; monopolio de las grandes empresas que son las que controlan las producciones transgénicas; “contaminación” de las características transgénicas a otras especies.
S34.
Es un tipo de clonación que tiene como objetivo conseguir individuos genéticamente idénticos entre sí.
S35.
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Mejora de la producción ganadera, conservación de especies en peligro de extinción, obtención de fármacos,
obtención de órganos animales con genes humanos para no ser rechazados en transplantes.
Página 41 de 46
6.3
Soluciones de los ejercicios de autoevaluación
1.
¿Qué es cierto respecto a la teoría celular?
2.
Un insecto y una ballena tienen células de tamaño similar.
Los seres unicelulares en general son microscópicos.
Las células procariotas carecen de núcleo.
En relación con las células eucariotas, ¿cuáles son las afirmaciones correctas?
5.
Las células son capaces de realizar las funciones vitales.
¿Cuál o cuáles de las siguientes afirmaciones relativas a las células procariotas son ciertas?
4.
Todos los seres vivos están formados por una o más células.
¿Cuáles de las siguientes afirmaciones son verdaderas?
3.
Todas las células provienen de la reproducción de otras células.
Todas las células tienen membrana celular.
Las células vegetales tienen cloroplastos.
Señale las afirmaciones correctas.
Una célula especializada en la secreción de saliva tiene muy desarrollado el
aparato de Golgi.
Una célula animal muscular tiene muchas mitocondrias.
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6.
Señale las afirmaciones correctas.
El componente mayoritario del núcleo es el ácido desoxirribonucleico o ADN.
Cada cromosoma tiene dos moléculas idénticas (cromátidas) como resultado de
la duplicación del ADN en interfase.
Cromatina y cromosoma son la misma sustancia, pero con distinto grado de
empaquetamiento.
7.
Observe el dibujo del cromosoma de la derecha e indique las afirmaciones
correctas.
8.
9.
El número 1 corresponde a una cromátida.
El número 2 se refiere al centrómero.
El número 3 señala el ADN, molécula que forma el material
genético.
¿Cuáles son las afirmaciones correctas?
Los gametos tienen la mitad de cromosomas que el resto de las células del
cuerpo.
El cariotipo es el conjunto de cromosomas de una célula o de una especie.
Un gen es un pequeño fragmento de ADN que contiene la información necesaria para que se exprese un determinado carácter.
El número diploide (2n) representa el número total de cromosomas de la especie.
Sobre las diferencias entre mitosis y meiosis, ¿cuáles son las afirmaciones correctas?
Mitosis y meiosis son dos modos de reproducción celular.
Una célula diploide con 6 cromosomas que se divide por meiosis dará cuatro
células haploides con 3 cromosomas cada una.
10. Sobre ingeniería genética. ¿Cuáles son las afirmaciones correctas?
Clonar un organismo es hacer copias idénticas genéticamente a la original.
La ingeniería genética se emplea en la medicina y en la protección ambiental.
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7.
Glosario
ADN recombinante
Molécula de ADN formada por la unión de fragmentos de ADN de origen diferente, mediante técnicas de ingeniería genética.
Antibiótico
Sustancia química natural o sintética capaz de combatir infecciones por microbios.
Biorremediación
Se defíne como la utilización de los seres vivos para restaurar ambientes contaminados.
Los más usados son microorganismos y plantas.
Célula diploide
Aquella cuyos cromosomas se pueden agrupar por parejas de cromosomas homólogos.
Se representa por (2n)
Célula haploide
Aquella cuyos cromosomas no se pueden agrupar en parejas de homólogos. Se representa por (n) y es característica de los gametos.
Cigoto
Célula fruto de la unión de un gameto masculino y otro femenino. También llamada célula
huevo.
Clonación
Procedimiento por el que se obtienen clones, es decir, grupos de organismos o de células
genéticamente idénticos.
Colonia
Conjunto de animales o vegetales de ciertas especies que se establecen temporalmente
en un lugar, que viven juntos permanentemente y que en algunos casos tienen un grado
relativo de organización.
Cromátida
Cada una de las dos copias que forman un cromosoma duplicado.
Cromatina
Conjunto de fibritas de ADN antes de empaquetarse como cromosomas. Dan un aspecto
grumoso al interior del núcleo.
Cromosoma
Estructura con forma de bastón constituido por ADN y localizada en el núcleo celular.
Cromosomas
Cromosomas de forma idéntica que llevan información para los mismos caracteres, aunque cada información sea distinta.
A
B
C
homólogos
D
E
G
H
Depredador
Organismo que se alimenta matando a otro organismo vivo (la presa).
Ecosistema
Sistema natural formado por componentes vivos (biocenosis) y no vivos (biótopo) y por las
interacciones que establecen entre sí.
Empaquetamiento
Proceso por lo que los hilos de cromatina se pliegan sobre sí mismos haciéndose más
cortos y gruesos, visualizándose como cromosomas.
Eucariota
Organización celular caracterizada por la presencia de un núcleo delimitado por membrana.
Gameto
Célula reproductora propia de la reproducción sexual. Puede ser masculina (espermatozoide) o femenina (óvulo).
Gen
Fragmento de ADN que lleva codificada la información para un determinado carácter.
Genoma
Conjunto de genes de un organismo o de una especie.
Herbicida
Sustancia que ataca totalmente o de forma discriminada a vegetales.
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Huso mitótico
Estructura citoplasmática formada por finas fibras proteicas que se extiende entre los dos
polos de la célula durante la mitosis. Se une a los cromosomas por el centrómero y los
arrastra a los polos durante la anafase.
Material genético
Molécula que contiene la información genética de un individuo. Generalmente es el ADN.
Microscopio
Instrumento óptico que aumenta la imagen de las cosas que se ven a través de él, de
modo que permite examinar lo que es demasiado pequeño para apreciarlo a simple vista.
Mitosis
Tipo de división celular en que, de una célula madre, se obtienen dos células hijas con
igual número de cromosomas y genéticamente idénticas entre sí y a la célula madre.
Monera
Un de los reinos en que se clasifican los seres vivos. Es el más simple y primitivo, e incluye las bacterias y las cianobacterias.
N
Nucleótido
Cada una de las subunidades que se unen para formaren ADN o ARN.
O
Orgánulo
Estructura del interior de la célula. Literalmente significa “pequeño órgano”.
Parásito
Organismo que se alimenta de otro organismo (huésped) sin matarlo.
Pluricelular
Organismo formado por más de una célula.
Procariota
Tipo de organización celular sin verdadero núcleo, de modo que el material genético se
encuentra disperso por el citoplasma.
Producto de dese-
Sustancias de residuo procedentes de la actividad vital de las células.
M
P
cho
Sustancia patógena
En general, cualquiera sustancia u organismo (patógeno) causante de una enfermedad.
Sustancia terapéu-
tica
Sustancias naturales o artificiales utilizadas para combatir enfermedades de distinto origen.
Tejido
Conjunto de células especializadas, generalmente de un mismo tipo, organizadas para
realizar una función común.
Toxina
Veneno elaborado por organismos vivos.
Transgénico
Organismo cuyo genoma ha sido modificado por ingeniería genética. // Alimento obtenido
de o con la colaboración de organismos genéticamente modificados.
U
Unicelular
Organismo formado por una sola célula.
V
Vacuna
Sustancia artificial que contiene virus muertos o atenuados mediante diversas técnicas
que, al ser introducidos en un organismo, activan las defensas de este.
S
T
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8.
Bibliografía y recursos
Bibliografía
Los contenidos de esta unidad se pueden ampliar por cualquier libro de texto de las últimas ediciones de Biología y geología de 4º de ESO. A modo de ejemplo, proponemos los
siguientes:
Bioloxía y Xeoloxía. 4º ESO. Ed. Sm.
Bioloxía y Xeoloxía 4º ESO. Ed. Santillana.
Bioloxía y Xeoloxía 4º ESO. Ed. Xerais.
Bioloxía y Xeoloxía 4º ESO. Ed. Vicens Vives.
Enlaces de Internet
[http://www.edu.xunta.es/contenidos/sec/bioloxia/biosfera/index.htm]
Página muy recomendable, donde se tratan todos los temas de la unidad en los distintos
niveles de secundaria.
[http://ccnnbioxeo.blogspot.com]
Enlaza con otras páginas en gallego relacionadas con esta unidad.
La célula, unidad de los seres vivos
[http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/4ESO/seruni-pluricelulares/index.htm]
[http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula]
[http://www.youtube.com/watch?v=IKcK29LwY8g&feature=related]
[http://www.biologia.edu.ar/animaciones/index.htm]
El núcleo y el ciclo celular
[http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/4ESO/genetica1/contenidos5.htm#cariocinesis]
[http://www.joseacortes.com/practicas/cariotipo.htm]
Reproducción celular. Animaciones sobre la mitosis y meiosis
[http://www.johnkyrk.com/mitosis.esp.html]
[http://www.youtube.com/watch?v=VlN7K1-9QB0]
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