BIOLOGÍA CELULAR Reproducción celular - Analizar 2) Fases del Ciclo celular - Investigar, Diapositivas de Biología

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Cuaderno de Aprendizaje – BIOLOGÍA 1 Primero de Bachillerato REPRODUCCIÓN CELULAR Cuaderno de Aprendizaje – BIOLOGÍA 2 Primero de Bachillerato Cuaderno de Aprendizaje - Ciencias Naturales NOMBRE: CURSO: AÑO LECTIVO: ASIGNATURA: MEDIADOR: QUIMESTRE: Reproducción celular BIOLOGÍA 1BGU- 4M CARLOS BENALCAZAR PRIMERO PRIMERO DE BGU: ______________________ 2021 - 2022 Cuaderno de Aprendizaje – BIOLOGÍA 5 Primero de Bachillerato PRERREQUISITO FISIOLOGÍA CELULAR Fisiología de los niveles de organización Permeabilidad Reproducción * Conjunto de funciones Metabólicas de la célula Metabolismo * Estructura celular Según sus funciones vitales APREHENDIZAJES REPRODUCCIÓN Fisiología de los niveles de organización Mitosis Partenogénesis · Permeabilidad Selectiva · Metabolismo · Transmisión del material genético de la célula madre a las células hijas. · Transmisión de los elementos citoplasmáticos esenciales de la célula madre a las células hijas Mesiosis Según la forma en que se reproduce Cuaderno de Aprendizaje – BIOLOGÍA 6 Primero de Bachillerato BLOQUE 04 REPRODUCCIÓN CELULAR PAQUETE PROPOSICIONAL P1 La reproducción celular es una función de la célula P2.1 La reproducción celular es la transmisión de material genético de la célula madre a las células hijas. P2.1.1 La interfase es una etapa de duplicación del material genético P2.2 La reproducción celular es la transmisión de los elementos citoplasmáticos esenciales de la célula madre a las células hijas P2.2.1 La separación de las células hijas es citocinesis P3 La reproducción celular no es permeabilidad selectiva o metabolismo P4.1 Alguna reproducción celular es mitosis P4.2 Alguna reproducción celular es meiosis P4.2.1 La meiosis es gametogénesis P4.1 Alguna reproducción celular es partenogénesis PROPOSICIONES COMPLEMENTARIAS: PC l. La meiosis permite la variabilidad genética: Pc 2. La meiosis y la mitosis pueden darse en un mismo individuo. Pc 3. La clonación es un tipo de partenogénesis. Pc 4. Control del ciclo celular Pc 5. El envejecimiento y la muerte celulares Pc 6. Necrosis y apoptosis Pc7. Función de reproducción. Pc 7.1 Reproducción asexual. Pc 7.2 Reproducción sexual Pc 8. Fecundación Pc 9. Desarrollo embrionario REPRODUCCIÓN CEULAR Una triple barrera protege las células de convertirse en cancerosas Serpiente en cautividad se reproduce sin aparearse con un macho Película BLOG SI YO FUERA Un equipo de expertos ha descrito por primera vez un triple mecanismo que detiene la mitosis cuando la integridad de los cromosomas está amenazada. La activación de cualquiera de las tres vías de control detiene el proceso que podría dar lugar a una transformación maligna. La investigación se ha publicado en Plos Genetics. Investigadores de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB) han identificado por primera vez el triple mecanismo que detiene la separación de los cromosomas en respuesta a situaciones que comprometen la integridad de la información genética. La pérdida de esta capacidad de respuesta es característica de las células cancerosas. Cuaderno de Aprendizaje – BIOLOGÍA 7 Primero de Bachillerato Lee la noticia completa en el siguiente link: http://goo. gl/nI4r2V. Realiza un ensayo sobre esta noticia BLOQUE 04 REPRODUCCIÓN CELULAR P1 La reproducción celular es una función de la célula Porque dentro de todas las funciones que cumple la célula la reproducción abarca un conjunto de actividades que permite que seres unicelulares y pluricelulares sigan existiendo, ya que las células existen a partir de células preexistentes. P2.1 La reproducción celular es la transmisión de material genético de la célula madre a las células hijas. Para que cualquier célula sobreviva debe tener un juego completo de instrucciones genéticas, es decir, debe constar de material genético ADN, por lo tanto, cuando una célula se divide no puede simplemente dividir sus genes por la mitad, en lugar de eso la célula debe duplicar su material genético para que sea repartido a cada una de sus células hijas, al final de la división celular cada célula tendrá el mismo material genético. P2.1.1 La interfase es una etapa de duplicación del material genético. Es el período más largo del ciclo celular. Durante la interfase, podemos distinguir las siguientes etapas: G1, S y G2. ➢ Etapa G1: Es la etapa comprendida entre la división celular y el inicio de la duplicación de los cromosomas. A lo largo de la etapa G1 la actividad celular, que había disminuido durante la división, se recupera, y todos los procesos metabólicos se desarrollan a la velocidad marcada por los requerimientos celulares. En la célula podemos observar importantes cambios morfológicos y funcionales: ✓ Aumenta el tamaño de las células: Cada célula hija crece hasta alcanzar el tamaño propio de su tipo celular, normalmente, el que tenía la célula madre. En el caso de las células animales, el aumento de tamaño se produce por la síntesis de fragmentos de membrana y de otros componentes celulares. No obstante, en las células vegetales, la presencia de una pared rígida implica una serie de modificaciones, entre las que es fundamental un aumento de la turgencia celular. Cuaderno de Aprendizaje – BIOLOGÍA 10 Primero de Bachillerato ACTIVIDAD 01: 1) Define estos conceptos: • cromatina • ciclo celular • mitosis • citocinesis • interfase celular. 2) Resume los hechos principales que tienen lugar durante las etapas de la mitosis (profase, metafase, anafase y telofase). 3) Elabora una hipótesis para explicar qué pasaría si se alterase el ciclo celular en cada uno de los siguientes casos: ✓ Se frena el desarrollo de la etapa G1 por falta de nutrientes. ✓ Una sustancia inhibidora impide la síntesis del ADN. 4) Dibuja la estructura de un cromosoma en metafase e indica las diferencias entre este y un cromosoma en telofase. P4.1 Alguna reproducción celular es mitosis Observa el siguiente Video sobre la Mitosis: https://www.youtube.com/watch?v=lXisSVgRI6s La mitosis es un tipo de reproducción celular y se la define como el proceso a través del cual una célula madre diploide origina dos células hijas también diploides. Entre los objetivos de la mitosis están: a) Formar células somáticas o corporales con la misma información genética que la célula madre. b) Mantener el número cromosómico de una especie. Ejemplo: ser humano 46, mosca 8 cromosomas, col 14 cromosomas. c) Reducir el número de cromátidas, es decir cada cromosoma de las células hijas solo debe tener una cromátida, ya que la célula madre aporta una cromátida con la misma información genética a cada una de las células hijas. FASES DEL CICLO CELULAR El ciclo celular es el conjunto de etapas por las que pasan todas las células durante las cuales la célula crece aumentando su tamaño y su número de orgánulos y, por último, se divide para originar dos células más pequeñas. La duración del ciclo celular se variable, puede oscilar desde pocas horas hasta más de un año; depende del tipo de célula y de las circunstancias en que se desarrolla. A lo largo del ciclo celular, podemos distinguir dos fases fundamentales; la interfase y la división celular y celular; es decir, el periodo entre división y división. Cada una de estas fases se divide en etapas o periodos diferentes, tal y como mostramos en este esquema. La división celular comprende el 10% del ciclo celular, mientras que la interfase comprende el 90%. Cuaderno de Aprendizaje – BIOLOGÍA 11 Primero de Bachillerato 2.- DIVISIÓN CELULAR La división celular es el proceso por el que, a parir de una célula, que podemos llamar madre, se obtienen dos células hijas. Cada célula hija contiene una copia exacta de los cromosomas de célula madre y, aproximadamente, la mitad de su material citoplasmático. A lo largo de la división celular, podemos distinguir la mitosis y la citocinesis. A) PROFASE: ➢ La profase comprende, aproximadamente, el 60% de la duración total de la mitosis. Es, por lo tanto, la etapa más larga de la división celular. ➢ En el citoplasma, se desmonta el citoesqueleto para que los mircrotúbulos intervengan en la mitosis. Por este motivo, el citoplasma se vuelve más viscoso. ➢ En el núcleo, los cromosomas se condensan y se hacen visibles como estructuras filamentosas; además, se dispersa el material nucléolo. ➢ La envoltura nuclear se fragmenta en forma de membranas similares a las del retículo endoplásmico. Al final el proceso, los cromosomas entran en contacto con el citoplasma. Cuaderno de Aprendizaje – BIOLOGÍA 12 Primero de Bachillerato ➢ Cada cromátida hermana tiene, en la zona del centrómero, un anillo proteico llamado cinetocoro, que se une a los microtúbulos del huso mitótico. ➢ Los centriolos se separan y se desplazan hacia los polos de la célula. ➢ A medida que van separándose, entre ellos se dispone un conjunto de microtúbulos que formarán las fibras del huso mitótico. Entre estas fibras podemos distinguir: · Fibras cinetocóricas: Microtùbulos del huso unidos a los cinetocoros. · Fibras polares: Microtùbulos del huso no unidas a las cinetocoros. · Fibras astrales: Mircrotúbulos exteriores el huso mitótico B) METAFASE: ➢ En esta etapa, los cromosomas se disponen alineados en la zona media de la célula ➢ Las cromátidas unidas a las fibras cinetocóricas se desplazan con un movimiento oscilante, hasta que se sitúan en la zona media de la célula y forman la PLACA ECUATORIAL. Se mantienen sujetas por las fibras cinetocóricas y las fibras polares. ➢ Los cromosomas alcanzan su máxima contracción y condensación llegando en su longitud a ser hasta 25 veces menor que lo que tenían en la profase C) ANAFASE: Cuaderno de Aprendizaje – BIOLOGÍA 15 Primero de Bachillerato ➢ Al terminar la citocinesis, se obtiene dos células hijas más pequeñas que la célula madre, pero muy similares en aspecto, idénticas en dotación cromosómica y con una orientación definida. ➢ A partir de este momento, las células hijas entran en el período de la interfase celular. Actividad 02: 1) Describa las fases de la interfase. 2) Dibuje cada una de las fases de la mitosis con una célula de 6 cromosomas. 3) Establezca las semejanzas y diferencias entre la mitosis de las células animales y vegetales. P4.2 Alguna reproducción celular es Meiosis Observa el siguiente Video sobre la Meiosis: https://www.youtube.com/watch?v=nBt6RNGZW34&t=43s La meiosis es el tipo de división celular que da como resultado la producción de las células reproductoras o gametos. La meiosis tiene lugar, únicamente, en unas células determinadas de los organismos con reproducción sexual. Mediante Dicho proceso, a partir de una célula diploide (2n), obtenemos cuatro células haploides (n) La meiosis hace posible que se mantenga la constante la dotación cromosómica de cada especie, de generación en generación. La producción sexual implica la fusión de dos gametos; si los gametos tuviesen tantos cromosomas como las células Cuaderno de Aprendizaje – BIOLOGÍA 16 Primero de Bachillerato somáticas de los progenitores, el número de cromosomas de doblaría en cada generación. Por lo tanto, los gametos contienen la mitad de los cromosomas y la unión de estas produce un cigoto con la dotación cromosómica correcta. Para que la información genética se transmita correctamente a los descendientes, la reducción a la mitad del número de cromosomas no se produce al azar, sino con un cromosoma de cada pareja. Así, se reúnen en el cigoto las parejas características de la dotación en cada especie. Es muy importante que el proceso de la meiosis transcurra correctamente, ya que, si el nuevo individuo no recibe la dotación cromosómica adecuada, presentara graves alteraciones que pueden impedir su desarrollo. En la meiosis distinguimos dos partes: · La meiosis I es la primera parte, en la que, a partir de una célula progenitora diploide, se obtiene dos células con la mitad de cromosoma. · La meiosis ll es la segunda parte, en la que se obtienen cuatro células haploides. Interfase: la interfase es un proceso que también se da antes de la meiosis ➢ Se duplica el ADN de cada cromosoma, y se obtienen dos cromátidas que pertenecen unidad por el centrómero. ➢ Las dos cromátidas de cada cromosoma son iguales y las llamamos cromátidas hermanas. ➢ Al final de esta fase, las cromátidas comienzan a hacerse visibles, porque el ADN se empaqueta en torno a las historias. ➢ Una vez acabada la interfase, comienza la primera parte de la meiosis. PRIMERA DIVISIÓN MEIOTICA PROFASE 1: ➢ Pude tener una duración desde algunas semanas, meses y aún muchos años Cuaderno de Aprendizaje – BIOLOGÍA 17 Primero de Bachillerato (45-50 años en la mujer) según la especie y el sexo... · La Profase a pesar de ser un proceso continuo, se lo divide en cinco etapas: ▪ LEPTOTENO o de condensación, ▪ ZIGOTENO o de apareamiento, ▪ PAQUITENO o de recombinación ▪ DIPLOTENO o de síntesis y ▪ DIACINESIS o de recondensación. ➢ Como toda profase esta comienza cuando se visualizan los cromosomas y termina con la desintegración de la carioteca. ➢ El nucléolo permanece hasta el final de la profase. LEPTOTENO: (lepto = delgado; tenia = banda) ➢ Se inicia por la visualización de las bandas de cromatina (cromosomas) como delgado hebras extendidas dentro del núcleo que apenas comienzan a enrollarse. ➢ Cada filamento cromosómico en realidad consta de dos cromátidas hermanas idénticas ➢ Las cromátides están unidas en algún punto de su extensión por un centrómero común. ➢ Una de las cromátidas es un filamento original de DNA, en tanto que la otra recién se sintetizo antes del inicio de la meiosis. ➢ En los cromosomas meióticos, son visibles engrosamientos que reciben el nombre de CROMOMERO. ZIGOTENO: (zigo = unido; tenia = banda). Cuaderno de Aprendizaje – BIOLOGÍA 20 Primero de Bachillerato TELOFASE 1. ➢ Durante la telofase I, los dos núcleos hijos se separan entre si y puede reconstituirse la membrana nuclear. ➢ Aunque cada núcleo ahora contiene el número haploide de cromosomas, cada uno de los cromosomas contiene dos cromátidas hermanas y dos cinetocoros unidos por un centrómero y las células generales reciben ahora el nombre de espermatocito secundario y ovocito secundario. ➢ No habrá nueva replicación del DNA cromosómico durante la interfase entre la división meiótica 1 y la segunda división meiótica. SEGUNDA DIVISIÓN MEIÓTICA. PROFASE II ➢ Cada par de cromátidas está unido por centrómero y se desplaza hacia el ecuador de la célula. METAFASE II ➢ Las cromátidas se unen por el centrómero a las fibras del huso y se disponen en la placa ecuatorial. ANAFASE II ➢ Se rompe el centrómero y cada cromátida se separa de su cromátida hermana, y se arrastra hacia uno de los polos de la célula. TELOFASE II ➢ Al final del proceso, en este ejemplo, se obtiene cuatro células que contiene tres cromosomas, uno de cada pareja; estas células darán lugar a las células sexuales o gametos, que son haploides. La meiosis puede presentar algunas variaciones. En algunas especies, entre la telofase l y la profase II se produce una división del citoplasma, y la meiosis continúa en cada una de las células hijas. En otros casos, la célula no se divide y el proceso sigue en los núcleos obtenidos en la telofase l. Cuaderno de Aprendizaje – BIOLOGÍA 21 Primero de Bachillerato “A veces, la meiosis se desarrolla en un largo periodo. En la especie humana, las células precursoras de los óvulos (oocitos) detienen el proceso de meiosis en la proface durante la vida fetal y continúan en la pubertad”. Si no fuese porque la célula es haploide, la segunda división meiótica se comportaría en gran medida como una división mitótica común. Poco después de la primera división meiótica, la célula comienza su segunda división de maduración. A diferencia de la primera división meiótica antes de esta división no hay síntesis DNA. Los 23 cromosomas de estructura doble, se dividen por el centrómero y cada una de las células hijas recién formadas recibe 23 cromátidas. En estas circunstancias la cantidad del DNA en las células neoformadas es la mitad de la que posee la célula somática normal. En consecuencia, la finalidad de las dos divisiones meióticas o de maduración es doble: a) Permitir la variabilidad genética mediante los procesos de entrecruzamiento (CROSSING-OVER) con la creación de nuevos cromosomas y la distribución al azar de cromosomas homólogos en las células hijas. b) Brindar a cada célula germinal un número haploide de cromosomas y la mitad de la cantidad de ADN que posee una célula somática normal (segunda división meiótica). Como consecuencia de las divisiones meióticas un ovocito primario da origen en la última instancia a cuatro células hijas, cada una de ellas con 22 cromosomas más un cromosoma X. Solo una de estas llegará a convertirse en un gameto maduro, el ovocito., Los tres restantes, los cuerpos polares, apenas reciben citoplasma y degeneran durante su evolución. El espermatocito primario da origen a 4 células hijas, dos con 22 cromosomas y un cromosoma X y dos con 22 cromosomas más un cromosoma Y. Las cuatro se transforman en gametos maduros DIFERENCIAS ENTRE MITOSIS Y MEIOSIS Cuaderno de Aprendizaje – BIOLOGÍA 22 Primero de Bachillerato Entre las principales diferencias encontramos las siguientes: 1. La mitosis se producen todas las células somáticas, mientras que la meiosis está limitada a las células germinales o gametos. 2. En la mitosis cada ciclo de replicación de ADN es seguido por una división; las células hijas tienen el número diploide de células y la misma cantidad en la célula madre. 3. En la meiosis el ciclo de duplicación de ADN es seguido por dos divisiones, y las cuatro células haploides resultantes contienen la mitad de cantidad de ADN. VARIABLE MITOSIS MEIOSIS Tipo de célula donde se realiza. Somáticas Sexuales Número de células hijas Dos ( 2 ) Cuatro ( 4 ) Tipo células hijas Diploides ( 2n ) Haploides ( n ) Número de cromosomas de las células hijas. 46 cromosomas 23 cromosomas ACTIVIDAD 03: 1) Defina cuales son los objetivos de la meiosis. 2) Dibuje y explique cada una de las subfases de la Profase 1. 3) Dibuje cada una de las fases de la meiosis con una célula de 8 cromosomas. 4) Establezca las semejanzas y diferencias entre la mitosis la meiosis. P4.2.1 La meiosis es gametogénesis Es el proceso de formación y desarrollo de células sexuales o gametos, conocidas también como alosómicas. El objetivo fundamental de la gametogénesis es la fecundación. Estas células sexuales o gametos corresponden a óvulos y espermatozoides; tienen número cromosómico reducido a la mitad (haploides). La reducción se produce durante la meiosis, que es un tipo de división celular especializada para células germinativas o sexuales. La gametogénesis comprende espermatogénesis en el varón y ovogénesis en la mujer Espermatogénesis El testículo está formado por miles de túbulos espermáticos cilíndricos, en cada uno de los cuales se forman millones de espermatozoos. Las paredes de estos túbulos están tapizadas de células germinales primitivas, todavía sin especialización, llamadas espermatogonios. En el embrión y, más adelante, durante la infancia, los espermatogonios se dividen por mitosis, lo que permite que estos elementos se multipliquen y den lugar al crecimiento del testículo. Llegada Cuaderno de Aprendizaje – BIOLOGÍA 25 Primero de Bachillerato Los acontecimientos que ocurren en el núcleo (sinapsis, tétradas y separación de cromosomas homólogos) son idénticos a los observados en la espermatogénesis, pero la división del citoplasma es de con el resultado de una célula grande, el ovocito secundario (que contiene el vitelo y casi todo el citoplasma) y una célula pequeña, el cuerpo polar. cual no es más que un núcleo. En la segunda división meiótica, la cual progresa a medida que el huevo discurre por la trompa de Falopio, el ovocito secundario se divide de nuevo desigualmente, para formar un gran ovulo y un segundo cuerpo polar pequeño, ambos con número haploide de cromosomas. El ovulo termina el proceso de maduración. Los tres pequeños cuerpos polares se desintegran pronto, de manera que cada ovocito primario da lugar únicamente a un óvulo. La división citoplásmica es desigual para garantizar que el óvulo maduro tendrá bastante citoplasma y vitelo para sobrevivir en el caso de ser fecundado. P4.3 Alguna reproducción celular es partenogénesis La partenogénesis es un tipo de reproducción celular que se realiza cuando un óvulo no fecundado da origen a un nuevo individuo. Cuando los gametos masculino y femenino se unen se forma el huevo o cigoto y se activa la mitosis para formar las células somáticas del nuevo ser, pero en especies como las abejas, lagartijas y peces debido al número excesivo de óvulos algunos de ellos no son fecundados, es en ese momento en que el óvulo se confunde y cree que fue fecundado transformándose en un cigoto. Los individuos que se originan a partir de partenogénesis son pequeños, débiles de vida corta y por lo general son estériles. Cuaderno de Aprendizaje – BIOLOGÍA 26 Primero de Bachillerato ACTIVIDAD 04: 1) Describa los objetivos de la gametogénesis. 2) Mediante un esquema explique la espermatogénesis 3) Mediante un esquema explique la ovogénesis. 4) Dibuje y describa la partenogénesis. 5) Consulta sobre la clonación. (Grafico) PROPOSICIONES COMPLEMENTARIAS: PC l. LA MEIOSIS PERMITE LA VARIABILIDAD GENÉTICA: Ya que durante la pro fase I se da el entrecruzamiento de las cromátidas hermanas, esto permite que el material genético paterno y materno se intercambian, de esta manera los descendientes recibirán información genética de los dos progenitores, esto permite la individualidad de los seres. El entrecruzamiento crea cromosomas con combinaciones nuevas de genes asegurando la variabilidad de las especies. PC 2. LA MEIOSIS Y LA MITOSIS PUEDEN DARSE EN UN MISMO INDIVIDUO. Los seres unicelulares solo realizan mitosis, pero la meiosis solo aparece en los seres multicelulares que realizan una reproducción a través de gametos, células sexuales masculinas y femeninas, los seres humanos continuamente estamos realizando mitosis para reponer nuestras células corporales y realizamos meiosis para generar células sexuales. PC 3. LA CLONACIÓN ES UN TIPO DE PARTENOGÉNESIS. La clonación se fundamenta en la capacidad del óvulo en proporcionar las condiciones adecuadas para desarrollar un nuevo ser, además al observar que cuando el núcleo del óvulo recupera el número cromosómico de la especie se activa la mitosis para formar cada una de las células somáticas de un individuo, esto sirvió de base para que se realice la clonación que no es otra cosa que reemplazar el núcleo haploide un óvulo por el núcleo diploide de cualquier célula somática. PC 4. CONTROL DEL CICLO CELULAR En los organismos pluricelulares, la sucesión de los ciclos celulares depende de las características de los diferentes tejidos. Así podemos encontrar diversas posibilidades: Cuaderno de Aprendizaje – BIOLOGÍA 27 Primero de Bachillerato ➢ Tejidos en los cuales, a lo largo de la vida del individuo, se suceden siempre en ciclos celulares completos. Es el caso de las células de la medula ósea de los seres humanos, que todos los días producen un millón de eritrocitos o glóbulos rojos. ➢ Tejidos cuyas células se dividen en ciclos completos, pero solo cuando tienen lugar un cambio en las condiciones en que se encuentran. Es el caso de las células epiteliales, que, al producirse una herida en la piel, inician un proceso de división con el objetivo de regenerar el tejido; la capacidad de las células para reproducirse desaparece al complementarse la cicatrización. ➢ Tejidos cuyas células no se dividen nunca, como en el caso de las neuronas adultas. En los organismos pluricelulares no se persigue la supervivencia de las células, sino la del individuo. Por este motivo, los ciclos celulares de los diferentes tejidos están controlados por mecanismos diferentes, para que las células se dividan según el ritmo que más convenga al organismo, globalmente considerado. En la actualidad, el control del ciclo celular es objeto de numerosas líneas de investigación. Estos estudios permiten conocer mejor procesos celulares tan importantes como el envejecimiento. PC 5. EL ENVEJECIMIENTO Y LA MUERTE CELULARES El envejecimiento es el proceso de degeneración, tanto morfológica como funcional, que experimentan las células antes de su muerte. La muerte se caracteriza por la detención de todos los procesos vitales y por la dispersión dela materia como constituye las células. Los seres unicelulares se dividen ilimitadamente; por ello, en tal caso, no puede hablarse de envejecimiento y muerte celulares. No obstante, el individuo como tal desaparece al dividirse la célula. Cuaderno de Aprendizaje – BIOLOGÍA 30 Primero de Bachillerato PC 6. NECROSIS Y APOPTOSIS Observa el siguiente Video sobre la Necrosis y Apoptosis: https://www.youtube.com/watch?v=iwY4C2GKl9k Al hablar de muerte celular, es preciso distinguir entre muerte por necrosis y muerte por apoptosis. La muerte por necrosis se produce cuando las células sufren una lesión que sobrepasa su capacidad de reparación de los daños sufridos. Se produce necrosis debido a heridas, por infecciones o por agresiones de agentes químicos. También se produce necrosis cuando, por falta de irrigación sanguínea, un tejido deja de recibir oxígeno. La muerte por apoptosis, también conocida como muerte celular programada o suicidio celular, es un proceso controlado por la célula misma: en un momento determinado activa una serie de enzimas que se encargan de su propia destrucción. La apoptosis es un proceso que tiene lugar de forma natural a lo largo de la vida de los organismos; por ejemplo: ➢ En la especie humana, durante el desarrollo embrionario se produce la separación de los dedos por apoptosis del tejido que los mantiene unidos en las primeras fases del desarrollo. ➢ En la dermis se generan los queratinocítos, células que se desplazan hacia las capas superficiales de la piel. Durante este desplazamiento, las células sufren apoptosis para llegar a la zona más superficial y formar una capa de células muertas que protege la piel. En otros seres vivos se da este mismo tipo de reacciones: por apoptosis, los renacuajos pierden la cola y las plantas dejan caer las hojas muertas. En los casos mencionados, la apoptosis se produce porque en el plan de especialización de estas células se incluye la muerte. Por ello, las células dejan de recibir las señales químicas que necesitan para el mantenimiento de la actividad y se desencadena la apoptosis. Cuaderno de Aprendizaje – BIOLOGÍA 31 Primero de Bachillerato También se produce apoptosis cuando las células han sufrido una alteración que hace que se comparten de un modo anormal y que perturben el funcionamiento de los tejidos, como en el caso de las células que se transforman en cancerosas. En este ejemplo, la autodestrucción de las células es un mecanismo de seguridad que evita la proliferación de un tejido anormal, con el consiguiente trastorno para todo el organismo. ACTIVIDAD 05: 1) Describa el proceso del envejecimiento celular. 2) ¿Qué es la muerte por necrosis? 3) ¿Qué es la muerte por apoptosis? 4) Represente gráficamente la necrosis y la apoptosis explique el ejemplo. PC7. FUNCIÓN DE REPRODUCCIÓN. Los seres vivos intercambian materia y energía con el medio para llevar a cabo la función de nutrición; mediante la función de relación captan la información del entorno, la procesan y elaboran respuestas; y con la reproducción, se caracterizan por la formación de nuevos individuos. La función de reproducción consiste en la formación de nuevos organismos semejantes a sus progenitores. Los descendientes compensan las pérdidas producidas por la muerte de individuos de la especie; por tanto, aunque la reproducción no es indispensable para la vida de un organismo, lo es para asegurar la supervivencia de su especie a través del tiempo. Los seres vivos han desarrollado diversos métodos de reproducción. ➢ En los organismos unicelulares, todo el ser participa en la reproducción; su única célula se divide para formar dos células hijas. ➢ En los organismos pluricelulares, la división de cada una de sus células permite al individuo crecer, renovar y reparar sus tejidos. Pero precisan de estrategias más complejas que los unicelulares para la formación de un nuevo ser vivo. Existen dos tipos de reproducción: ❖ Reproducción asexual: A partir de un fragmento del progenitor o de unas células de este (espora), se genera el nuevo organismo. ❖ Reproducción sexual: Para la formación del nuevo individuo se necesita la unión de dos células especializadas llamadas células reproductoras o gametos. El resto de las células que integran los organismos con reproducción sexual son las células somáticas o Cuaderno de Aprendizaje – BIOLOGÍA 32 Primero de Bachillerato vegetativas, las cuales forman distintos tejidos. A continuación, vamos a describir los dos tipos de reproducción que tienen lugar en los organismos pluricelulares. PC 7.1 Reproducción asexual. Observa el siguiente Video sobre la Necrosis y Apoptosis: https://www.youtube.com/watch?v=iwY4C2GKl9k Se basa en el desarrollo de un nuevo individuo a partir de una o varias células del progenitor; el descendiente es un individuo completo idéntico al progenitor. Existen dos tipos de reproducción asexual: la reproducción asexual vegetativa y la reproducción asexual por esporas. Reproducción asexual vegetativa. En la reproducción asexual vegetativa, el descendiente se genera a partir de un grupo de células del progenitor. Comprende diferentes estrategias reproductivas: · Gemación: En este tipo de reproducción un conjunto de células se diferencia sobre la superficie del organismo como un abultamiento y crece por repetidas divisiones celulares hasta formar otro individuo. El nuevo ser puede permanecer unido al progenitor formando una colonia o bien desprenderse. · Escisión: En esta estrategia el individuo adulto se fragmenta longitudinalmente o transversalmente, dando lugar, al menos, a dos individuos. Se puede dar en cnidarios, en equinodermos y en anélidos. En los escifozoos, la escisión recibe el nombre de estrigilación. · Fragmentación: Se basa en la generación de nuevos individuos a partir de un fragmento y se da en vegetales. En jardinería utilizamos la multiplicación por esquejes. Presentamos las formas más importantes de fragmentación vegetal: Cuaderno de Aprendizaje – BIOLOGÍA 35 Primero de Bachillerato ➢ Gametogénesis: Es el proceso de formación de las células reproductoras o gametos, que se caracterizan por contener la mitad de cromosomas que una célula somática. Si el número de cromosomas de una célula somática se denomina dotación diploide y se representa 2n, el de un gameto recibe el nombre de haploide y se representa por n. El número de cromosomas es característico de cada especie. ➢ Fecundación: Es la unión de gametos para formar una célula nuevamente diploide (2n) que recibe el nombre de célula huevo o cigoto. ➢ Desarrollo embrionario: Son las mitosis sucesivas del cigoto hasta transformarse en un individuo semejante a los progenitores. Gametogénesis Es el proceso de formación de las células reproductoras o gametos, que contienen la mitad de cromosomas que una célula somática. Hablamos de isogamia cuando todos los gametos generados por los individuos de una especie son iguales entre sí. En la anisogamia, los gametos presentan diferente tamaño: los femeninos son mayores y se llaman macrogametos, y los masculinos son menores y se llaman microgametos. Finalmente, en la oogamia, los gametos presentan diferente tamaño y forma; su nombre varía según se trate de especies vegetales o animales. La gametogénesis tiene lugar a partir de células precursoras presentes en los órganos sexuales; estas células, llamadas células madre o precursoras de gametos, entran en división por mitosis y dan lugar a los gametos por meiosis. La meiosis es un proceso de división celular reduccional, ya que las células hijas tienen la mitad de la dotación cromosómica de la célula madre: pasan de células diploides a células haploides. Es una fuente de variabilidad genética. Briófitos y pteridófitos Ovocélula Espermatozoide Espermatófitos Ovocélula Célula espermática Animales Óvulo Espermatozoide Grupos taxonómico Gametos femeninos Gametos masculinos Cuaderno de Aprendizaje – BIOLOGÍA 36 Primero de Bachillerato La miosis consta de dos divisiones: en la primera se separan los cromosomas homólogos, y se reduce el número de cromosomas a la mitad; la segunda división es muy similar a la mitosis. Los organismos que solo producen un tipo de gametos reciben el nombre de unisexuales. Se diferencia entre machos y hembras, que pueden ser morfológicamente parecidos o presentan deferencias externas considerables; en este último caso, hablamos de dimorfismo sexual. Los organismos que producen ambos tipos de gametos son llamados hermafroditas. A continuación, describimos el proceso de gametogénesis en los vertebrados, el cual se realiza con ligeras diferencias en testículos y ovarios. Los organismos que solo producen un tipo de gametos reciben el nombre de unisexuales. Se diferencia entre machos y hembras, que pueden ser morfológicamente parecidos o presentan deferencias externas considerables; en este último caso, hablamos de dimorfismo sexual. Los organismos que producen ambos tipos de gametos son llamados hermafroditas. PC 8. FECUNDACIÓN Es la fusión del gameto femenino con el gameto masculino y da lugar a la célula huevo o cigoto, el cual es diploide debido la fusión de los dos núcleos haploides La fecundación se denomina cruzada cuando se une un gameto femenino y uno masculino procedentes de dos individuos distintos. Para que se pueda reproducir la fecundación cruzada en los organismos hermafroditas, estos poseen mecanismos que evitan la autofecundación como sucede en los siguientes casos: ➢ Los órganos productores de gametos maduran en momentos distintos. Por ejemplo, en los lirios, los granos de polen maduran antes que los sacos embrionarios. ➢ En otros casos, la situación de los órganos sexuales impide la autofecundación. Así ocurre en algunos anélidos que tienen los órganos reproductores masculinos y femeninos en segmentos sucesivos. Cuaderno de Aprendizaje – BIOLOGÍA 37 Primero de Bachillerato Respecto a los animales, distinguimos entre fecundación externo o interna según el lugar donde se produzca la unión de los gametos masculinos y femeninos ➢ En la fecundación externa, óvulos y espermatozoides son liberados en el agua y se requiere la formación de miles de gametos para asegurar que unos pocos se fecunden. Es un tipo de fecundación propio de invertebrados acuáticos y de los peces. Los anfibios, a pesar de presentar fecundación externa, realizan acoplamiento, para favorecer la sincronización en la expulsión de los gametos; de esta forma, se asegura el mayor número posible de fecundaciones. ➢ La fecundación interna supone la fusión de los gametos en el interior del cuerpo de un individuo progenitor, frecuentemente la hembra. En este caso el macho deposita los espermatozoides en las vías genitales de la hembra, proceso que tiene lugar durante la cópula. La fecundación interna es el recurso más utilizado por los animales adaptados al medio terrestre, donde la falta de agua no posibilita ni la dispersión ni el encuentro de los gametos, y provoca se desecación En algunos moluscos y artrópodos no se produce la cópula y el macho deposita sus espermatozoides dentro de un estuche protector o espermatóforo, que la hembra recoge e introduce en su cuerpo. La fecundación interna tiene más ventajas que la fecundación externa y, por lo tanto, ofrece mayores posibilidades de éxito reproductivo Cuaderno de Aprendizaje – BIOLOGÍA 40 Primero de Bachillerato ACTIVIDAD 06: 1) Dibuje y describa cada una de las clases de reproducción vegetativa. 2) Explique y grafique la fecundación. 3) Describa y grafique la fecundación cruzada en las plantas. 4) Describa la fecundación interna y externa en los animales. 5) Defina animales ovíparos, ovovivíparos y vivíparos. RÚBRICA DE AUOEVALIACIÓN Mis logros de aprehendizaje Niveles de logro Avanzado (9 – 10) Básico (7,1- 8,99) Elemental (5 – 7) A1: Muestro interés por la reproducción celular de cada una de las células de nuestro organismo. A2: Determino cuáles son los cuidados básicos de nuestro organismo para evitar las células cancerígenas. A3: Propongo cuidados básicos para evitar la necrosis y el cáncer celular. . C1: Comparo las características básicas de la mitosis y meiosis. C2: Describo cada una de las fases de la mitosis y meiosis como parte del ciclo celular. C3: Analizo la gametogénesis masculina y femenina estableciendo semejanzas y diferencias. P1: Realizo un cuadro comparativo entre la mitosis y la meiosis. P2: Reviso los procesos de reproducción asexual vegetativa. P3: Describoo la apoptosis y necrosis, diferenciando las diferentes clases de muerte celular. Cuaderno de Aprendizaje – BIOLOGÍA 41 Primero de Bachillerato GLOSARIO 1) Interfase: ________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 2) Mitosis: _______________________________________________________ _____________________________________________________________________ 3) Meiosis: ____________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 4) Crossing over: _______________________________________________ _____________________________________________________________________ 5) Quiasmas: _______________________________________________________ _____________________________________________________________________ 6) Necrosis: _____________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 7) Apoptosis: ____________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 8) Estolones: ____________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 9) Bulbos: _______________________________________________________ _____________________________________________________________________ 10) Rizomas: ______________________________________________________ _____________________________________________________________________