Nada en Biología tiene sentido si no es a la luz de la Evolución.
domingo, 24 de octubre de 2010
martes, 19 de octubre de 2010
ACTIVIDAD EVIDENCIAL: FOTOSINTESIS
1. Existen dos modelos básicos para describir la naturaleza de la luz: a) el fotónico y b) el ondulatorio. ¿Puede considerarse que sólo uno es el correcto? Justifique su respuesta.
2. ¿Cuántos fotosistemas tienen los organismos fotosintéticos, cómo están formados y cómo se diferencian entre sí?
3. ¿Cómo se denomina la fijación de CO2, cómo ocurre y por dónde penetra ese gas en la planta?
4. ¿Qué muestra eL CLOROPLASTO y qué relación tiene con la fotosíntesis? Descríbala en menos de diez renglones.
5. ¿Qué es la fotosíntesis CAM, en qué plantas ocurre y cómo funciona?
6. ¿Cuál es la utilidad de la glucosa formada en la fotosíntesis?
7. ¿Qué representa este esquema "Las plantas C4: la vía de los cuatro carbonos"?
8. ¿Cuál es la relación entre los procesos de fotosíntesis y respiración? Compárelos en menos de diez renglones.
9. ¿Qué significado tiene esta ecuación?: CO2 + 2H2A + luz → (CH2O) + H2O + A2
2. ¿Cuántos fotosistemas tienen los organismos fotosintéticos, cómo están formados y cómo se diferencian entre sí?
3. ¿Cómo se denomina la fijación de CO2, cómo ocurre y por dónde penetra ese gas en la planta?
4. ¿Qué muestra eL CLOROPLASTO y qué relación tiene con la fotosíntesis? Descríbala en menos de diez renglones.
5. ¿Qué es la fotosíntesis CAM, en qué plantas ocurre y cómo funciona?
6. ¿Cuál es la utilidad de la glucosa formada en la fotosíntesis?
7. ¿Qué representa este esquema "Las plantas C4: la vía de los cuatro carbonos"?
8. ¿Cuál es la relación entre los procesos de fotosíntesis y respiración? Compárelos en menos de diez renglones.
9. ¿Qué significado tiene esta ecuación?: CO2 + 2H2A + luz → (CH2O) + H2O + A2
FOTOSINTESIS
Visión general de la fotosíntesis: sus etapas
1. Los organismos fotosintéticos productores de O2 usan energía lumínica, CO2 y agua para producir la materia orgánica necesaria para su alimentación. El O2 que liberan se forma con átomos provenientes del agua.
2. La fotosíntesis se realiza en dos etapas: la lumínica, en la que se utiliza la energía de la luz para sintetizar ATP y NADPH, y la fijadora de carbono, que utiliza los productos de la primera etapa para la producción de azúcares.
Esquema global de la fotosíntesis
La fotosíntesis ocurre en dos etapas: las reacciones dependientes de la luz y las reacciones que fijan carbono. (a) En las reacciones dependientes de la luz, la absorción de la energía lumínica por las moléculas de clorofila a en la membrana del tilacoide inicia un transporte de electrones y la formación de un gradiente de protones a partir del cual se produce ATP. Durante este proceso, la molécula de agua se escinde y se liberan moléculas de oxígeno gaseoso. Los electrones son finalmente absorbidos por el NADP+ y se forma NADPH. (b) En las reacciones que fijan carbono, que ocurren en la estroma del cloroplasto, se sintetizan glúcidos a partir del CO2 y el hidrógeno que transporta el NADPH. Este proceso utiliza la energía del ATP y el NADPH producidos en la etapa dependiente de la luz y, como veremos más adelante, implica una serie de reacciones que constituyen el ciclo de Calvin.
La fotosíntesis se realiza en los cloroplastos: los tilacoides
3. En los eucariontes, la fotosíntesis se realiza en los cloroplastos, organelas que poseen una membrana externa y otra interna. La membrana interna rodea una solución densa, la estroma, donde se encuentran las membranas tilacoides, que tienen forma de sacos aplanados dispuestos en forma apilada. Las reacciones de la etapa lumínica ocurren en los sacos tilacoides y las que fijan el carbono, en la estroma.
4. Los sacos tilacoides de los procariontes fotosintéticos pueden formar parte de la membrana celular, estar aislados en el citoplasma o constituir una estructura compleja de la membrana interna.
La naturaleza de la luz
5. El modelo ondulatorio de la luz permite a los físicos describir matemáticamente ciertos aspectos de la luz y el modelo fotónico permite otro tipo de cálculos y predicciones matemáticas. Estos dos modelos ya no se consideran opuestos uno al otro, sino complementarios, en el sentido de que es necesaria una síntesis de ambos para una descripción completa del fenómeno que conocemos como luz.
6. Los sistemas vivos absorben la energía lumínica mediante el uso de pigmentos. Los organismos fotosintéticos tienen distintos tipos de pigmentos: la clorofila, que se encuentra en los sacos tilacoides, los carotenoides y las ficobilinas. Existen diferentes tipos de clorofila: la clorofila a, que colecta energía luminosa y está involucrada en la transformación de energía lumínica en química; la clorofila b, presente en las plantas y las algas verdes, y la clorofila c de las algas marrones.
7. La correspondencia entre el espectro de absorción de las clorofilas a y b y el espectro de absorción de la fotosíntesis indica una estrecha relación entre ésta y aquéllas (en ambos casos se observan dos picos, uno en la zona del rojo y otro en la del azul). Los carotenoides absorben en forma muy eficiente longitudes de onda que no son absorbidas por la clorofila.
El transporte de electrones: los fotosistemas y la ATP sintetasa
8. Los organismos fotosintéticos poseen dos fotosistemas, cada uno formado por una antena colectora de luz y un centro de reacción fotoquímico que incluye una molécula de clorofila a. Ambos fotosistemas se diferencian por el pico de absorción de la clorofila: el Fotosistema I lo presenta a 700 nm; el Fotosistema II, a 680 nm.
9. En un flujo no cíclico de electrones, los dos fotosistemas trabajan en forma simultánea y continua. Así se produce un flujo permanente de electrones desde el agua al Fotosistema II, de éste al Fotosistema I y de este último al NADP+.
10. Durante el transporte de electrones, los protones presentes en la estroma son enviados al espacio intertilacoide, creando un gradiente cuya energía se utiliza para sintetizar ATP. La síntesis de ATP a partir de energía lumínica se conoce como fotofosforilación.
11. Cuando los dos fotosistemas trabajan en forma independiente, se forma un flujo cíclico de electrones. En este caso no se forma NADPH, pero se sintetiza ATP. Es una ruta alternativa que permite regular la cantidad de NADPH y ATP formados en presencia de luz y, probablemente, aumenta la eficiencia en la formación de ATP cuando coexiste con el flujo no cíclico de electrones.
Los fotosistemas trabajan juntos
La energía lumínica atrapada en la molécula reactiva de la clorofila a del Fotosistema II lanza los electrones a un nivel de energía superior. Estos electrones son reemplazados en la molécula de clorofila a por electrones que provienen indirectamente de moléculas de agua que se escinden liberando además protones (H+) y gas oxígeno. Los electrones pasan desde el aceptor de electrones primario, a lo largo de una cadena de transporte de electrones, a un nivel de energía inferior, el centro de reacción del Fotosistema I. A medida que pasan a lo largo de esta cadena de transporte de electrones, se forma un gradiente de protones a partir del cual se sintetiza ATP. La energía lumínica absorbida por el Fotosistema I lanza los electrones a otro aceptor primario. Desde este aceptor, los electrones son transferidos mediante otros transportadores al NADP+ y se forma NADPH. Los electrones eliminados del Fotosistema I son reemplazados por los del Fotosistema II. El ATP y el NADPH representan la ganancia neta de las reacciones que capturan energía.
La fotofosforilación
Moléculas y complejos moleculares que participan de las reacciones directamente dependientes de la luz. Entre ellos, se distinguen los pigmentos, los transportadores de electrones, los Fotosistemas I y II y ciertas enzimas como las ATP sintetasas. La disposición particular de estas moléculas en la membrana tilacoide hace posible la síntesis quimiosmótica del ATP durante la fotofosforilación. En este proceso, los electrones de la molécula reactiva de clorofila a del Fotosistema II son impulsados a niveles energéticos superiores por la energía lumínica. A medida que descienden por una cadena de transportadores de electrones hacia la molécula reactiva de clorofila a del Fotosistema I, la energía que liberan se usa para bombear protones (H+) desde la estroma al espacio tilacoide. Esto crea un gradiente de protones. Cuando los protones se mueven a favor del gradiente a través del complejo de la ATP sintetasa, desde el espacio tilacoide a la estroma del cloroplasto, el ADP se fosforila a ATP.
Las reacciones que fijan carbono
12. El ATP y el NADPH formados durante el transporte de electrones se utilizan en la reducción del CO2 a glucosa. La incorporación de CO2 en compuestos orgánicos se conoce como fijación del carbono y ocurre en forma cíclica (ciclo de Calvin). En las plantas verdes, el CO2 llega a las células fotosintéticas a través de aberturas especializadas llamadas estomas.
13. El ciclo de Calvin comienza con la unión del CO2 a una molécula de cinco carbonos (ribulosa bifosfato) que luego se divide en dos moléculas de tres carbonos (fosfoglicerato). Cada seis vueltas del ciclo se introducen seis moléculas de CO2 y se producen dos moléculas de un azúcar de tres carbonos (gliceraldehído fosfato).
14. Las plantas poseen un mecanismo de control que evita que el ciclo de Calvin ocurra durante la noche. La luz lo estimula indirectamente y las reacciones de fijación de carbono son inhibidas en la oscuridad.
Resumen del ciclo de Calvin
En cada "vuelta" completa del ciclo ingresa una molécula de CO2. Aquí se resumen seis ciclos, el número requerido para elaborar dos moléculas de gliceraldehído fosfato, que equivalen a un azúcar de seis carbonos. Se combinan seis moléculas de ribulosa bifosfato (RuBP), un compuesto de cinco carbonos, con seis moléculas de CO2 y se producen seis moléculas de un intermediario inestable que pronto se escinde en doce moléculas de fosfoglicerato, un compuesto de tres carbonos. Estos últimos se reducen a doce moléculas de gliceraldehído fosfato. Diez de estas moléculas de tres carbonos se combinan y se regeneran para formar seis moléculas de cinco carbonos de RuBP. Las dos moléculas "extra" de gliceraldehído fosfato representan la ganancia neta del ciclo de Calvin. Estas moléculas son el punto de partida de numerosas reacciones que pueden implicar, por ejemplo, la síntesis de glúcidos, aminoácidos y ácidos grasos. La energía que impulsa al ciclo de Calvin proviene del ATP y el NADPH producidos por las reacciones de captura de energía en la primera etapa de la fotosíntesis.
15. La fotorrespiración ocurre cuando la concentración de CO2 en la hoja es baja en relación con la de O2. Consiste en la oxidación de la ribulosa bifosfato, con formación de CO2 y agua. Es un proceso que disminuye la eficiencia fotosintética de las plantas.
16. En las células del mesófilo de las plantas C4, el CO2 se une a un compuesto de tres carbonos (fosfoenolpiruvato), formando oxalacetato. Este último se convierte en malato y pasa a zonas más profundas de la hoja, donde libera CO2 que ingresa en el ciclo de Calvin. Este proceso, que involucra gasto de energía, representa una adaptación a las sequías y a intensidades lumínicas y temperaturas altas.
Vía para la fijación del carbono en las plantas C4
El CO2 se fija primero en las células del mesófilo como ácido oxalacético. La PEP carboxilasa, a diferencia de la RuBP carboxilasa, es incapaz de incorporar O2. Aun con concentraciones muy bajas de CO2 y en presencia de abundante O2, la enzima trabaja rápidamente uniendo el CO2 al PEP. Comparada con la RuBP carboxilasa, en presencia de O2 la PEP carboxilasa fija el CO2 más rápido y en concentraciones menores, manteniendo baja la concentración de CO2 dentro de las células cercanas a la superficie de la hoja. El ácido oxalacético se transforma en ácido málico que es transportado a las células de la vaina, donde libera CO2. El CO2 así formado entra en el ciclo de Calvin. El ácido málico se transforma en pirúvico que regresa a la célula del mesófilo, donde es fosforilado a PEP.
17. En plantas de ambientes secos existe una vía metabólica llamada fotosíntesis CAM. La fijación de CO2 ocurre durante la noche y con él se forma malato, que se almacena en las vacuolas. Durante el día, el malato es liberado, se descarboxila y el CO2 ingresa en el ciclo de Calvin.
Utilización de los productos de la fotosíntesis
18. El gliceraldehído fosfato producido por el ciclo de Calvin se integra en glucosa o fructosa. Las células vegetales usan estas sustancias para elaborar almidón, celulosa y sacarosa; las células animales las usan para elaborar glucógeno. Todas las células utilizan azúcares para la elaboración de otros carbohidratos, lípidos y aminoácidos. Además, la oxidación del carbono fijado es la fuente de energía del ATP en todas las células heterótrofas.
El balance entre la fotosíntesis y la respiración
19. En las plantas, la fotosíntesis y la respiración ocurren en forma simultánea. La intensidad lumínica a la cual se igualan sus velocidades es el punto de compensación para la luz. La concentración de CO2 a la cual se igualan es el punto de compensación para el CO2. Por debajo de estos puntos de compensación, la respiración excede a la fotosíntesis y la planta no crece. Como muchos órganos vegetales no fotosintetizan, para que una planta se mantenga y crezca, la fotosíntesis debe exceder largamente la tasa de respiración.
1. Los organismos fotosintéticos productores de O2 usan energía lumínica, CO2 y agua para producir la materia orgánica necesaria para su alimentación. El O2 que liberan se forma con átomos provenientes del agua.
2. La fotosíntesis se realiza en dos etapas: la lumínica, en la que se utiliza la energía de la luz para sintetizar ATP y NADPH, y la fijadora de carbono, que utiliza los productos de la primera etapa para la producción de azúcares.
Esquema global de la fotosíntesis
La fotosíntesis ocurre en dos etapas: las reacciones dependientes de la luz y las reacciones que fijan carbono. (a) En las reacciones dependientes de la luz, la absorción de la energía lumínica por las moléculas de clorofila a en la membrana del tilacoide inicia un transporte de electrones y la formación de un gradiente de protones a partir del cual se produce ATP. Durante este proceso, la molécula de agua se escinde y se liberan moléculas de oxígeno gaseoso. Los electrones son finalmente absorbidos por el NADP+ y se forma NADPH. (b) En las reacciones que fijan carbono, que ocurren en la estroma del cloroplasto, se sintetizan glúcidos a partir del CO2 y el hidrógeno que transporta el NADPH. Este proceso utiliza la energía del ATP y el NADPH producidos en la etapa dependiente de la luz y, como veremos más adelante, implica una serie de reacciones que constituyen el ciclo de Calvin.
La fotosíntesis se realiza en los cloroplastos: los tilacoides
3. En los eucariontes, la fotosíntesis se realiza en los cloroplastos, organelas que poseen una membrana externa y otra interna. La membrana interna rodea una solución densa, la estroma, donde se encuentran las membranas tilacoides, que tienen forma de sacos aplanados dispuestos en forma apilada. Las reacciones de la etapa lumínica ocurren en los sacos tilacoides y las que fijan el carbono, en la estroma.
4. Los sacos tilacoides de los procariontes fotosintéticos pueden formar parte de la membrana celular, estar aislados en el citoplasma o constituir una estructura compleja de la membrana interna.
La naturaleza de la luz
5. El modelo ondulatorio de la luz permite a los físicos describir matemáticamente ciertos aspectos de la luz y el modelo fotónico permite otro tipo de cálculos y predicciones matemáticas. Estos dos modelos ya no se consideran opuestos uno al otro, sino complementarios, en el sentido de que es necesaria una síntesis de ambos para una descripción completa del fenómeno que conocemos como luz.
6. Los sistemas vivos absorben la energía lumínica mediante el uso de pigmentos. Los organismos fotosintéticos tienen distintos tipos de pigmentos: la clorofila, que se encuentra en los sacos tilacoides, los carotenoides y las ficobilinas. Existen diferentes tipos de clorofila: la clorofila a, que colecta energía luminosa y está involucrada en la transformación de energía lumínica en química; la clorofila b, presente en las plantas y las algas verdes, y la clorofila c de las algas marrones.
7. La correspondencia entre el espectro de absorción de las clorofilas a y b y el espectro de absorción de la fotosíntesis indica una estrecha relación entre ésta y aquéllas (en ambos casos se observan dos picos, uno en la zona del rojo y otro en la del azul). Los carotenoides absorben en forma muy eficiente longitudes de onda que no son absorbidas por la clorofila.
El transporte de electrones: los fotosistemas y la ATP sintetasa
8. Los organismos fotosintéticos poseen dos fotosistemas, cada uno formado por una antena colectora de luz y un centro de reacción fotoquímico que incluye una molécula de clorofila a. Ambos fotosistemas se diferencian por el pico de absorción de la clorofila: el Fotosistema I lo presenta a 700 nm; el Fotosistema II, a 680 nm.
9. En un flujo no cíclico de electrones, los dos fotosistemas trabajan en forma simultánea y continua. Así se produce un flujo permanente de electrones desde el agua al Fotosistema II, de éste al Fotosistema I y de este último al NADP+.
10. Durante el transporte de electrones, los protones presentes en la estroma son enviados al espacio intertilacoide, creando un gradiente cuya energía se utiliza para sintetizar ATP. La síntesis de ATP a partir de energía lumínica se conoce como fotofosforilación.
11. Cuando los dos fotosistemas trabajan en forma independiente, se forma un flujo cíclico de electrones. En este caso no se forma NADPH, pero se sintetiza ATP. Es una ruta alternativa que permite regular la cantidad de NADPH y ATP formados en presencia de luz y, probablemente, aumenta la eficiencia en la formación de ATP cuando coexiste con el flujo no cíclico de electrones.
Los fotosistemas trabajan juntos
La energía lumínica atrapada en la molécula reactiva de la clorofila a del Fotosistema II lanza los electrones a un nivel de energía superior. Estos electrones son reemplazados en la molécula de clorofila a por electrones que provienen indirectamente de moléculas de agua que se escinden liberando además protones (H+) y gas oxígeno. Los electrones pasan desde el aceptor de electrones primario, a lo largo de una cadena de transporte de electrones, a un nivel de energía inferior, el centro de reacción del Fotosistema I. A medida que pasan a lo largo de esta cadena de transporte de electrones, se forma un gradiente de protones a partir del cual se sintetiza ATP. La energía lumínica absorbida por el Fotosistema I lanza los electrones a otro aceptor primario. Desde este aceptor, los electrones son transferidos mediante otros transportadores al NADP+ y se forma NADPH. Los electrones eliminados del Fotosistema I son reemplazados por los del Fotosistema II. El ATP y el NADPH representan la ganancia neta de las reacciones que capturan energía.
La fotofosforilación
Moléculas y complejos moleculares que participan de las reacciones directamente dependientes de la luz. Entre ellos, se distinguen los pigmentos, los transportadores de electrones, los Fotosistemas I y II y ciertas enzimas como las ATP sintetasas. La disposición particular de estas moléculas en la membrana tilacoide hace posible la síntesis quimiosmótica del ATP durante la fotofosforilación. En este proceso, los electrones de la molécula reactiva de clorofila a del Fotosistema II son impulsados a niveles energéticos superiores por la energía lumínica. A medida que descienden por una cadena de transportadores de electrones hacia la molécula reactiva de clorofila a del Fotosistema I, la energía que liberan se usa para bombear protones (H+) desde la estroma al espacio tilacoide. Esto crea un gradiente de protones. Cuando los protones se mueven a favor del gradiente a través del complejo de la ATP sintetasa, desde el espacio tilacoide a la estroma del cloroplasto, el ADP se fosforila a ATP.
Las reacciones que fijan carbono
12. El ATP y el NADPH formados durante el transporte de electrones se utilizan en la reducción del CO2 a glucosa. La incorporación de CO2 en compuestos orgánicos se conoce como fijación del carbono y ocurre en forma cíclica (ciclo de Calvin). En las plantas verdes, el CO2 llega a las células fotosintéticas a través de aberturas especializadas llamadas estomas.
13. El ciclo de Calvin comienza con la unión del CO2 a una molécula de cinco carbonos (ribulosa bifosfato) que luego se divide en dos moléculas de tres carbonos (fosfoglicerato). Cada seis vueltas del ciclo se introducen seis moléculas de CO2 y se producen dos moléculas de un azúcar de tres carbonos (gliceraldehído fosfato).
14. Las plantas poseen un mecanismo de control que evita que el ciclo de Calvin ocurra durante la noche. La luz lo estimula indirectamente y las reacciones de fijación de carbono son inhibidas en la oscuridad.
Resumen del ciclo de Calvin
En cada "vuelta" completa del ciclo ingresa una molécula de CO2. Aquí se resumen seis ciclos, el número requerido para elaborar dos moléculas de gliceraldehído fosfato, que equivalen a un azúcar de seis carbonos. Se combinan seis moléculas de ribulosa bifosfato (RuBP), un compuesto de cinco carbonos, con seis moléculas de CO2 y se producen seis moléculas de un intermediario inestable que pronto se escinde en doce moléculas de fosfoglicerato, un compuesto de tres carbonos. Estos últimos se reducen a doce moléculas de gliceraldehído fosfato. Diez de estas moléculas de tres carbonos se combinan y se regeneran para formar seis moléculas de cinco carbonos de RuBP. Las dos moléculas "extra" de gliceraldehído fosfato representan la ganancia neta del ciclo de Calvin. Estas moléculas son el punto de partida de numerosas reacciones que pueden implicar, por ejemplo, la síntesis de glúcidos, aminoácidos y ácidos grasos. La energía que impulsa al ciclo de Calvin proviene del ATP y el NADPH producidos por las reacciones de captura de energía en la primera etapa de la fotosíntesis.
15. La fotorrespiración ocurre cuando la concentración de CO2 en la hoja es baja en relación con la de O2. Consiste en la oxidación de la ribulosa bifosfato, con formación de CO2 y agua. Es un proceso que disminuye la eficiencia fotosintética de las plantas.
16. En las células del mesófilo de las plantas C4, el CO2 se une a un compuesto de tres carbonos (fosfoenolpiruvato), formando oxalacetato. Este último se convierte en malato y pasa a zonas más profundas de la hoja, donde libera CO2 que ingresa en el ciclo de Calvin. Este proceso, que involucra gasto de energía, representa una adaptación a las sequías y a intensidades lumínicas y temperaturas altas.
Vía para la fijación del carbono en las plantas C4
El CO2 se fija primero en las células del mesófilo como ácido oxalacético. La PEP carboxilasa, a diferencia de la RuBP carboxilasa, es incapaz de incorporar O2. Aun con concentraciones muy bajas de CO2 y en presencia de abundante O2, la enzima trabaja rápidamente uniendo el CO2 al PEP. Comparada con la RuBP carboxilasa, en presencia de O2 la PEP carboxilasa fija el CO2 más rápido y en concentraciones menores, manteniendo baja la concentración de CO2 dentro de las células cercanas a la superficie de la hoja. El ácido oxalacético se transforma en ácido málico que es transportado a las células de la vaina, donde libera CO2. El CO2 así formado entra en el ciclo de Calvin. El ácido málico se transforma en pirúvico que regresa a la célula del mesófilo, donde es fosforilado a PEP.
17. En plantas de ambientes secos existe una vía metabólica llamada fotosíntesis CAM. La fijación de CO2 ocurre durante la noche y con él se forma malato, que se almacena en las vacuolas. Durante el día, el malato es liberado, se descarboxila y el CO2 ingresa en el ciclo de Calvin.
Utilización de los productos de la fotosíntesis
18. El gliceraldehído fosfato producido por el ciclo de Calvin se integra en glucosa o fructosa. Las células vegetales usan estas sustancias para elaborar almidón, celulosa y sacarosa; las células animales las usan para elaborar glucógeno. Todas las células utilizan azúcares para la elaboración de otros carbohidratos, lípidos y aminoácidos. Además, la oxidación del carbono fijado es la fuente de energía del ATP en todas las células heterótrofas.
El balance entre la fotosíntesis y la respiración
19. En las plantas, la fotosíntesis y la respiración ocurren en forma simultánea. La intensidad lumínica a la cual se igualan sus velocidades es el punto de compensación para la luz. La concentración de CO2 a la cual se igualan es el punto de compensación para el CO2. Por debajo de estos puntos de compensación, la respiración excede a la fotosíntesis y la planta no crece. Como muchos órganos vegetales no fotosintetizan, para que una planta se mantenga y crezca, la fotosíntesis debe exceder largamente la tasa de respiración.
lunes, 11 de octubre de 2010
ACTIVIDAD EVIDENCIAL
1. Describa brevemente las fases del ciclo celular.
2. La duración de una vuelta completa del ciclo celular varía, con dependencia de ciertos factores. Mencione al menos tres.
3. ¿Por qué es tan importante la llamada fase S?
4. ¿El ciclo celular puede detenerse temporariamente en alguna etapa?
5. ¿Existe algún mecanismo celular que evite la proliferación de células cancerosas? Si su respuesta es afirmativa, descríbalo brevemente.
6.¿Qué son los "puntos de control" que se verifican durante el ciclo celular y con qué se relacionan?
7. ¿Cómo se denomina cada una de las copias de DNA que forman el cromosoma una vez iniciada la mitosis, cómo están unidas y en qué sitio?
8. ¿Cómo y cuándo se forma el huso mitótico?
9. ¿En cuántas fases se divide la mitosis y cómo se denominan?
10. ¿En qué se diferencia la apoptosis de la necrosis y cómo afecta a un organismo pluricelular?
11. La fecundación y la meiosis se consideran fuentes de variabilidad génica. ¿Por qué?
2. La duración de una vuelta completa del ciclo celular varía, con dependencia de ciertos factores. Mencione al menos tres.
3. ¿Por qué es tan importante la llamada fase S?
4. ¿El ciclo celular puede detenerse temporariamente en alguna etapa?
5. ¿Existe algún mecanismo celular que evite la proliferación de células cancerosas? Si su respuesta es afirmativa, descríbalo brevemente.
6.¿Qué son los "puntos de control" que se verifican durante el ciclo celular y con qué se relacionan?
7. ¿Cómo se denomina cada una de las copias de DNA que forman el cromosoma una vez iniciada la mitosis, cómo están unidas y en qué sitio?
8. ¿Cómo y cuándo se forma el huso mitótico?
9. ¿En cuántas fases se divide la mitosis y cómo se denominan?
10. ¿En qué se diferencia la apoptosis de la necrosis y cómo afecta a un organismo pluricelular?
11. La fecundación y la meiosis se consideran fuentes de variabilidad génica. ¿Por qué?
REPRODUCCION CELULAR
La distribución de la información genética
1. La división celular permite la reproducción de los organismos unicelulares y pluricelulares. En estos últimos posibilita, además, el desarrollo de un individuo a partir de una única célula y la reparación de los tejidos dañados.
2. En los procariontes y los eucariontes, los cromosomas se duplican antes de la división celular. Luego se distribuyen entre las células hijas de tal manera que se produce una distribución equitativa del material hereditario. En los eucariontes existen dos tipos de división celular: la mitosis y la meiosis.
La vida de una célula: el ciclo celular
3. El ciclo celular es la sucesión de fases de crecimiento y división que ocurren en la vida de una célula. En él se pueden reconocer tres fases: interfase, mitosis y citocinesis.
El ciclo celular
La división celular, constituida por la mitosis (cariocinesis o división del núcleo) y la citocinesis (división del citoplasma), ocurre después de completarse las tres fases preparatorias de la interfase: fases G1, S y G2.
4. La interfase abarca tres etapas: G1, S y G2. Durante G1, la célula crece y se duplican las organelas; en las células animales, los centríolos empiezan a duplicarse. En la etapa S se duplican el DNA y sus proteínas asociadas. En G2 comienzan a ensamblarse las estructuras relacionadas con la división celular, los cromosomas se condensan y los centríolos terminan de duplicarse.
5. El ciclo celular está regulado por estímulos externos e internos. La falta de nutrientes, los cambios de temperatura y de pH, y la presencia de células contiguas pueden detener la división celular, mientras que ciertas hormonas y factores de crecimiento la estimulan. La regulación interna es realizada mediante la fosforilación y la degradación de complejos proteicos llamados Cdk-ciclinas, formados por una subunidad reguladora (la ciclina) y otra catalítica (la cinasa). La actividad de estos complejos determina si el ciclo celular avanza o se detiene.
La división del núcleo y del citoplasma: mitosis y citocinesis
6. La mitosis es un proceso continuo, en el que se reconocen cuatro fases: profase, metafase, anafase y telofase.
7. Al comienzo de la mitosis, cada cromosoma está formado por dos cromátidas hermanas y se encuentra totalmente condensado. El huso mitótico está armado y las fibras cinetocóricas están unidas a los centrómeros de los cromosomas. Las fibras del huso separan las cromátidas hermanas, que son conducidas a polos opuestos de la célula. Así se asegura la distribución equitativa de la información genética entre las dos células hijas.
8. La citocinesis divide a la célula madre en dos hijas casi iguales. Cada una de ellas recibe un juego completo de cromosomas y alrededor de la mitad del citoplasma, las organelas y las macromoléculas de la célula madre.
Mitosis en una célula vegetal con cuatro cromosomas
El huso se forma aunque no haya centríolos presentes ni ásteres visibles. El plano de la división celular se establece en la fase G2 tardía del ciclo celular, cuando los microtúbulos del citoesqueleto se reorganizan en una estructura circular, la banda de preprofase, justo por dentro de la pared celular. Aunque esta banda desaparece al comenzar la profase, determina la ubicación futura del ecuador y de la placa celular. Los microtúbulos de la banda se reensamblan luego en el huso, en una zona clara que se origina alrededor del núcleo en el curso de la profase. En la citocinesis, que comienza durante la telofase, la placa celular se extiende en forma gradual hacia afuera hasta que alcanza la región exacta de la pared celular ocupada previamente por la banda de preprofase. Las vesículas que originan la placa celular son guiadas a su posición por las fibras del huso que quedan entre los núcleos hijos.
Senescencia: el envejecimiento de una célula
9. El número de divisiones de las células eucariontes en cultivo disminuye con el tiempo y está correlacionado con el acortamiento progresivo de los telómeros. Finalmente, las células entran en un estado de senescencia, que se caracteriza por la ausencia de división celular.
El proceso de muerte celular: apoptosis versus necrosis
10. La apoptosis es un proceso de muerte celular programada genéticamente. En los vertebrados, controla el número de neuronas durante el desarrollo del sistema nervioso, elimina células defectuosas y da forma a los órganos en desarrollo. Junto con la mitosis, modela las formas de los organismos.
11. Las caspasas son enzimas que degradan las proteínas de la lámina nuclear y del citoesqueleto, y provocan la apoptosis. Su actividad está controlada por otras proteínas que, a su vez, responden a factores extracelulares.
12. La necrosis es un tipo de muerte celular no controlada. Suele producir la hinchazón y el estallido de las células.
La división celular: un modo de reproducción de un organismo
13. En los organismos unicelulares, la división celular está asociada con la reproducción y permite la aparición de dos réplicas exactas de cada individuo.
Hacia la reproducción sexual
14. La reproducción sexual ocurre en la mayoría de los eucariontes. Requiere dos progenitores y siempre involucra dos procesos: la meiosis y la fecundación.
Células haploides, diploides y poliploides: distinto número de dotaciones cromosómicas
15. El número de cromosomas se mantiene constante entre los individuos de una misma especie.
16. Las células somáticas de la mayoría de las plantas y animales son diploides (tienen una dotación doble de cromosomas), mientras que sus gametos son haploides (tienen una dotación simple). Las células poliploides tienen más de dos dotaciones cromosómicas. El número haploide de cromosomas se designa n y el número diploide, 2n.
17. En toda célula diploide, cada cromosoma tiene su par homólogo. Uno de los cromosomas homólogos proviene del gameto de uno de los progenitores y su par, del gameto del otro progenitor.
La meiosis: una reducción en el número de cromosomas
18. La meiosis consiste en dos divisiones sucesivas que producen cuatro células hijas haploides. De esta forma se compensa el efecto multiplicador de la fecundación.
Separación y reunión de los cromosomas homólogos
Durante la meiosis, los miembros de cada par de cromosomas homólogos se separan y cada gameto haploide (n), producido a partir de una célula diploide (2n), lleva sólo un miembro de cada par. En la fecundación, los núcleos del espermatozoide y del óvulo se unen en el cigoto, cuyo núcleo contiene, nuevamente, los cromosomas homólogos de a pares. Cada par está formado por un cromosoma homólogo proveniente de un progenitor y el otro homólogo proveniente del otro progenitor. En los diagramas usamos los colores rojo y verde para diferenciar los cromosomas paternos de los maternos
19. En cada una de las dos divisiones meióticas se pueden reconocer las mismas fases que en la mitosis.
20. Al comienzo de la meiosis I, los cromosomas homólogos se aparean y se produce el entrecruzamiento: un fragmento de cromátida de un homólogo se intercambia con un fragmento de cromátida del otro. Durante la meiosis II, las cromátidas de cada homólogo se distribuyen al azar entre las células hijas.
La mitosis y la meiosis: procesos similares pero diferentes
21. En la meiosis, cada núcleo diploide se divide dos veces, pero los cromosomas se duplican una sola. En la mitosis, en cambio, cada división es precedida por una duplicación cromosómica.
22. Durante la meiosis, los cromosomas homólogos se aparean, se entrecruzan y se segregan al azar. Nada de esto ocurre durante la mitosis.
23. La mitosis ocurre en células haploides y diploides; la meiosis, sólo en diploides.
La meiosis en organismos con distintos ciclos vitales.
24. En muchos organismos unicelulares y hongos haploides, la meiosis ocurre inmediatamente después de la fusión de las células fecundantes.
25. En las plantas que se reproducen en forma sexual se alternan una fase haploide que por mitosis produce gametos y una fase diploide que por meiosis produce esporas.
26. En los animales diploides, la meiosis produce gametos haploides.
Posibles errores en la meiosis
27. Los cromosomas homólogos o sus cromátidas se pueden separar en forma incorrecta y dar lugar a la aparición de gametos con cromosomas faltantes o sobrantes.
Las consecuencias de la reproducción sexual
28. En las especies con reproducción sexual ocurren tres procesos que actúan como fuentes de variabilidad genética: el entrecruzamiento, la segregación al azar de los cromosomas de los progenitores y la fecundación. Esta variabilidad es un aspecto clave en el proceso evolutivo de los seres vivos.
1. La división celular permite la reproducción de los organismos unicelulares y pluricelulares. En estos últimos posibilita, además, el desarrollo de un individuo a partir de una única célula y la reparación de los tejidos dañados.
2. En los procariontes y los eucariontes, los cromosomas se duplican antes de la división celular. Luego se distribuyen entre las células hijas de tal manera que se produce una distribución equitativa del material hereditario. En los eucariontes existen dos tipos de división celular: la mitosis y la meiosis.
La vida de una célula: el ciclo celular
3. El ciclo celular es la sucesión de fases de crecimiento y división que ocurren en la vida de una célula. En él se pueden reconocer tres fases: interfase, mitosis y citocinesis.
El ciclo celular
La división celular, constituida por la mitosis (cariocinesis o división del núcleo) y la citocinesis (división del citoplasma), ocurre después de completarse las tres fases preparatorias de la interfase: fases G1, S y G2.
4. La interfase abarca tres etapas: G1, S y G2. Durante G1, la célula crece y se duplican las organelas; en las células animales, los centríolos empiezan a duplicarse. En la etapa S se duplican el DNA y sus proteínas asociadas. En G2 comienzan a ensamblarse las estructuras relacionadas con la división celular, los cromosomas se condensan y los centríolos terminan de duplicarse.
5. El ciclo celular está regulado por estímulos externos e internos. La falta de nutrientes, los cambios de temperatura y de pH, y la presencia de células contiguas pueden detener la división celular, mientras que ciertas hormonas y factores de crecimiento la estimulan. La regulación interna es realizada mediante la fosforilación y la degradación de complejos proteicos llamados Cdk-ciclinas, formados por una subunidad reguladora (la ciclina) y otra catalítica (la cinasa). La actividad de estos complejos determina si el ciclo celular avanza o se detiene.
La división del núcleo y del citoplasma: mitosis y citocinesis
6. La mitosis es un proceso continuo, en el que se reconocen cuatro fases: profase, metafase, anafase y telofase.
7. Al comienzo de la mitosis, cada cromosoma está formado por dos cromátidas hermanas y se encuentra totalmente condensado. El huso mitótico está armado y las fibras cinetocóricas están unidas a los centrómeros de los cromosomas. Las fibras del huso separan las cromátidas hermanas, que son conducidas a polos opuestos de la célula. Así se asegura la distribución equitativa de la información genética entre las dos células hijas.
8. La citocinesis divide a la célula madre en dos hijas casi iguales. Cada una de ellas recibe un juego completo de cromosomas y alrededor de la mitad del citoplasma, las organelas y las macromoléculas de la célula madre.
Mitosis en una célula vegetal con cuatro cromosomas
El huso se forma aunque no haya centríolos presentes ni ásteres visibles. El plano de la división celular se establece en la fase G2 tardía del ciclo celular, cuando los microtúbulos del citoesqueleto se reorganizan en una estructura circular, la banda de preprofase, justo por dentro de la pared celular. Aunque esta banda desaparece al comenzar la profase, determina la ubicación futura del ecuador y de la placa celular. Los microtúbulos de la banda se reensamblan luego en el huso, en una zona clara que se origina alrededor del núcleo en el curso de la profase. En la citocinesis, que comienza durante la telofase, la placa celular se extiende en forma gradual hacia afuera hasta que alcanza la región exacta de la pared celular ocupada previamente por la banda de preprofase. Las vesículas que originan la placa celular son guiadas a su posición por las fibras del huso que quedan entre los núcleos hijos.
Senescencia: el envejecimiento de una célula
9. El número de divisiones de las células eucariontes en cultivo disminuye con el tiempo y está correlacionado con el acortamiento progresivo de los telómeros. Finalmente, las células entran en un estado de senescencia, que se caracteriza por la ausencia de división celular.
El proceso de muerte celular: apoptosis versus necrosis
10. La apoptosis es un proceso de muerte celular programada genéticamente. En los vertebrados, controla el número de neuronas durante el desarrollo del sistema nervioso, elimina células defectuosas y da forma a los órganos en desarrollo. Junto con la mitosis, modela las formas de los organismos.
11. Las caspasas son enzimas que degradan las proteínas de la lámina nuclear y del citoesqueleto, y provocan la apoptosis. Su actividad está controlada por otras proteínas que, a su vez, responden a factores extracelulares.
12. La necrosis es un tipo de muerte celular no controlada. Suele producir la hinchazón y el estallido de las células.
La división celular: un modo de reproducción de un organismo
13. En los organismos unicelulares, la división celular está asociada con la reproducción y permite la aparición de dos réplicas exactas de cada individuo.
Hacia la reproducción sexual
14. La reproducción sexual ocurre en la mayoría de los eucariontes. Requiere dos progenitores y siempre involucra dos procesos: la meiosis y la fecundación.
Células haploides, diploides y poliploides: distinto número de dotaciones cromosómicas
15. El número de cromosomas se mantiene constante entre los individuos de una misma especie.
16. Las células somáticas de la mayoría de las plantas y animales son diploides (tienen una dotación doble de cromosomas), mientras que sus gametos son haploides (tienen una dotación simple). Las células poliploides tienen más de dos dotaciones cromosómicas. El número haploide de cromosomas se designa n y el número diploide, 2n.
17. En toda célula diploide, cada cromosoma tiene su par homólogo. Uno de los cromosomas homólogos proviene del gameto de uno de los progenitores y su par, del gameto del otro progenitor.
La meiosis: una reducción en el número de cromosomas
18. La meiosis consiste en dos divisiones sucesivas que producen cuatro células hijas haploides. De esta forma se compensa el efecto multiplicador de la fecundación.
Separación y reunión de los cromosomas homólogos
Durante la meiosis, los miembros de cada par de cromosomas homólogos se separan y cada gameto haploide (n), producido a partir de una célula diploide (2n), lleva sólo un miembro de cada par. En la fecundación, los núcleos del espermatozoide y del óvulo se unen en el cigoto, cuyo núcleo contiene, nuevamente, los cromosomas homólogos de a pares. Cada par está formado por un cromosoma homólogo proveniente de un progenitor y el otro homólogo proveniente del otro progenitor. En los diagramas usamos los colores rojo y verde para diferenciar los cromosomas paternos de los maternos
19. En cada una de las dos divisiones meióticas se pueden reconocer las mismas fases que en la mitosis.
20. Al comienzo de la meiosis I, los cromosomas homólogos se aparean y se produce el entrecruzamiento: un fragmento de cromátida de un homólogo se intercambia con un fragmento de cromátida del otro. Durante la meiosis II, las cromátidas de cada homólogo se distribuyen al azar entre las células hijas.
La mitosis y la meiosis: procesos similares pero diferentes
21. En la meiosis, cada núcleo diploide se divide dos veces, pero los cromosomas se duplican una sola. En la mitosis, en cambio, cada división es precedida por una duplicación cromosómica.
22. Durante la meiosis, los cromosomas homólogos se aparean, se entrecruzan y se segregan al azar. Nada de esto ocurre durante la mitosis.
23. La mitosis ocurre en células haploides y diploides; la meiosis, sólo en diploides.
La meiosis en organismos con distintos ciclos vitales.
24. En muchos organismos unicelulares y hongos haploides, la meiosis ocurre inmediatamente después de la fusión de las células fecundantes.
25. En las plantas que se reproducen en forma sexual se alternan una fase haploide que por mitosis produce gametos y una fase diploide que por meiosis produce esporas.
26. En los animales diploides, la meiosis produce gametos haploides.
Posibles errores en la meiosis
27. Los cromosomas homólogos o sus cromátidas se pueden separar en forma incorrecta y dar lugar a la aparición de gametos con cromosomas faltantes o sobrantes.
Las consecuencias de la reproducción sexual
28. En las especies con reproducción sexual ocurren tres procesos que actúan como fuentes de variabilidad genética: el entrecruzamiento, la segregación al azar de los cromosomas de los progenitores y la fecundación. Esta variabilidad es un aspecto clave en el proceso evolutivo de los seres vivos.
lunes, 4 de octubre de 2010
REPRODUCCION CELULAR: MEIOSIS
La cromatina es un complejo macromolecular con largos y numerosos filamentos de ácido desoxirribonucleico (ADN), que se enrollan en moléculas proteicas llamadas histonas. Formada por un 60% de proteínas, 35% ADN y 5% de ARN, la cromatina está ubicada dentro del núcleo de las eucariotas. Cuando la célula está en reposo, etapa de interfase del ciclo reproductivo celular (entre dos mitosis), la función de la cromatina es brindar información genética para que se efectúe la transcripción y síntesis de proteínas. Cuando las células comienzan a reproducirse, la cromatina se condensa en estructuras alargadas llamadas cromosomas, cuya función es transmitir la información genética presente en el ADN a la descendencia. Cada cromosoma está formado por dos brazos unidos a una constricción central llamada centrómero. Previo a la división celular, los cromosomas se duplican y se unen a través del centrómero. A su vez, el centrómero está rodeado por el cinetocoro, sustancia proteica que se fija a los filamentos del uso mitótico y actúa en la separación de las cromátidas al dividirse la célula.
Cada especie posee un número fijo de cromosomas. En la especie humana, todas las células del organismo, denominadas células somáticas, tienen dos juegos completos de 23 cromosomas, es decir, 23 pares de cromosomas que se encuentran dentro del núcleo. A raíz de dicha duplicación, la especie humana tiene 46 cromosomas en el núcleo de cada célula. Pero hay una excepción. En las células sexuales o gametas, esto es en los óvulos y espermatozoides, los cromosomas no se disponen de a pares, con lo cual cada gameta lleva en su interior 23 cromosomas solamente. Las células que presentan doble juego de cromosomas, como las somáticas, se denominan diploides y se reconocen como 2n. Las células sexuales, al tener la mitad de los cromosomas que hay en las células somáticas, se llaman haploides, identificándose con la letra ene (n). Por lo tanto, en los humanos 2n es igual a 46, mientras n es igual a 2 3.
¿Por qué motivo las células sexuales tienen la mitad de los cromosomas que tienen el resto de las células de todo el organismo? Porque al producirse la entrada del espermatozoide haploide (n=23) en el óvulo haploide (n=23), se forma una primera célula diploide llamada cigoto (2n=46) que dará lugar a la formación de un nuevo individuo humano con 46 cromosomas. Si las células sexuales fueran diploides en lugar de haploides, tras la fecundación se formaría un cigoto 4n=92, que a su vez daría descendencia 8n= 184, incompatible con la vida. Por medio de la meiosis, que es un proceso especial de división celular, a partir de células diploides se forman los gametos sexuales haploides. La unión de ambos gametos haploides dará origen a un cigoto diploide que tendrá una copia de cromosomas maternos y otra copia de cromosomas paternos, es decir, dos juegos para cada característica hereditaria.
MEIOSIS
Es un proceso de división celular propio de organismos con reproducción sexual, mediante el cual se forman las gametas (gametogénesis). A partir de cada célula diploide de las gónadas se originan espermatozoides y óvulos funcionales, todos haploides. Mientras que las células somáticas se reproducen en forma asexual o mitosis, las células sexuales se generan mediante reproducción sexual o meiosis. En la mitosis, partiendo de células diploides ( 2n) se obtienen células también diploides. En cambio en la meiosis, a partir de células diploides se producen células haploides (n), asegurando de esta forma un número constante de cromosomas a la descendencia, donde la mitad del ADN es aportado por el padre y la otra mitad por la madre. La meiosis permite la recombinación de los cromosomas homólogos de los progenitores y se intercambia la información genética. Como se mencionó anteriormente, al unirse ambas células haploides paternas en la fertilización, se genera un cigoto diploide que dará origen a descendientes con el número de cromosomas propio de la especie. Es así como cada progenitor aporta la mitad de su código genético a la célula hija. La meiosis se realiza en dos etapas, llamadas meiosis I y meiosis II. Cada una de ellas consta de cuatro fases denominadas profase, metafase, anafase y telofase. En la meiosis I, cada par homólogo de cromosomas se sitúan en los distintos núcleos de las células formadas.
En la meiosis II, las cromátidas hermanas de cada cromosoma se separan distribuyéndose en los núcleos de las células hijas (A en el esquema). Por lo tanto, la meiosis da por resultado cuatro células con cromosomas haploides.
La interfase que sucede previo a la meiosis es idéntica a la que ocurre antes de la mitosis. En dicha etapa previa se producen tres fases.
Fase G-1
La célula inicia su crecimiento, se forman las organelas y se produce la síntesis de proteínas. En esta fase la célula aumenta de tamaño.
Fase S
Es más larga que en la mitosis. Se produce la replicación del ADN, y como resultado los cromosomas, que hasta ahora tenían una sola cromátida, se duplican quedando con dos cromátidas idénticas. Dicha duplicación da lugar a que el núcleo ahora tenga el doble del ADN y de proteínas que al principio.
Fase G-2
Esta etapa es más corta que en la mitosis, y en ocasiones no se presenta. Los cromosomas comienzan a condensarse. Los centríolos se duplican y empiezan a dirigirse a cada polo de la célula.
MEIOSIS I
Profase I
Se produce la síntesis de ARN en el núcleo. La carioteca permanece inalterada hasta el final de toda la fase. La profase I se divide en cinco etapas.
-Leptoteno: los cromosomas empiezan a condensarse y se anclan a la membrana nuclear.
-Zigoteno: los cromosomas homólogos (materno y paterno) comienzan a aparearse. La unión o sinapsis se produce a lo largo de todo el cromosoma. Cada par de cromosomas fusionados forma un bivalente, constituido por cuatro cromátidas.
-Paquiteno: en esta etapa se produce el llamado “crossing-over”, donde las cromátidas homólogas no hermanas se entrecruzan para intercambiar material genético. El lugar de entrecruzamiento se denomina quiasma.
-Diploteno: se separan los cromosomas apareados, pero quedan unidos por el quiasma. En la formación de los óvulos humanos (ovogénesis) el proceso meiótico se detiene en el diploteno hacia el séptimo mes de gestación, reiniciándose cuando la niña alcanza la pubertad. Esta pausa se denomina dictiotena.
-Diacinesis: los bivalentes se preparan para acercarse a la zona ecuatorial de la célula. Comienza a desaparecer la membrana nuclear y el nucléolo. Finaliza la síntesis de ARN.
Metafase I
Cada par de cromosomas homólogos (bivalentes) se desplaza hacia la zona ecuatorial de la célula. Las cromátidas se disponen en grupos de a cuatro (tétrada). Como lo hacen al azar, existe un 50 % de posibilidades de que la descendencia obtenga los cromosomas homólogos maternos o paternos.
Anafase I
Los cromosomas homólogos se dirigen a cada extremo de la célula. La cantidad de cromosomas paternos y maternos en cada polo celular varía al azar en cada meiosis.
Telofase I
Se forman dos células hijas haploides, ya que cada una tiene la mitad del número de cromosomas. Comienza a formarse la carioteca en cada célula haploide, que tiene un cromosoma con dos cromátidas.
MEIOSIS II
Las cromátidas de los cromosomas homólogos se sitúan en cada célula hija. Los pasos de la meiosis II son idénticos a los de la mitosis de las células somáticas. Esquema de la mitosis
Profase II
Los cromosomas se condensan, se engrosan y se hacen visibles. Los centríolos, conectados entre sí por medio de filamentos, se dirigen a los polos opuestos de la célula. Desaparece el nucléolo y la membrana nuclear.
Metafase II
Los cinetocoros de cada cromosoma se unen a las fibras del huso acromático recién formado. Los cromosomas se ubican en línea recta, en el plano ecuatorial de la célula. Las cromátidas se disponen en grupos de a dos, a diferencia de lo que sucede en la metafase I que lo hacen de a cuatro, formando tétradas.
Anafase II
Los centrómeros de cada cromosoma se dividen y las cromátidas se separan y se desplazan hacia los polos opuestos a través del huso acromático. A partir de ahora, cada cromátida es un cromosoma.
Telofase II
Cada cromosoma no duplicado se agrupa en los polos opuestos de la célula. Desaparecen los centríolos y el huso acromático. Comienzan a formarse la membrana nuclear y el nucléolo. El citoplasma empieza a dividirse a la altura de la placa ecuatorial dando por resultado dos células hijas. Las dos sucesivas divisiones dan lugar a cuatro núcleos haploides con una combinación diferente de genes.
En resumen, la meiosis permite la obtención de células especializadas con un papel fundamental en la reproducción sexual. A raíz del entrecruzamiento de cromosomas homólogos, la meiosis hace posible la génesis de gametos muy variados. A partir de células diploides se obtienen gametas haploides que, tras la fecundación, dan lugar a la primera célula diploide de todo organismo superior, con la cantidad de cromosomas propia de la especie.
http://hnncbiol.blogspot.com/2008/01/m-e-i-o-s-i-s.html
Cada especie posee un número fijo de cromosomas. En la especie humana, todas las células del organismo, denominadas células somáticas, tienen dos juegos completos de 23 cromosomas, es decir, 23 pares de cromosomas que se encuentran dentro del núcleo. A raíz de dicha duplicación, la especie humana tiene 46 cromosomas en el núcleo de cada célula. Pero hay una excepción. En las células sexuales o gametas, esto es en los óvulos y espermatozoides, los cromosomas no se disponen de a pares, con lo cual cada gameta lleva en su interior 23 cromosomas solamente. Las células que presentan doble juego de cromosomas, como las somáticas, se denominan diploides y se reconocen como 2n. Las células sexuales, al tener la mitad de los cromosomas que hay en las células somáticas, se llaman haploides, identificándose con la letra ene (n). Por lo tanto, en los humanos 2n es igual a 46, mientras n es igual a 2 3.
¿Por qué motivo las células sexuales tienen la mitad de los cromosomas que tienen el resto de las células de todo el organismo? Porque al producirse la entrada del espermatozoide haploide (n=23) en el óvulo haploide (n=23), se forma una primera célula diploide llamada cigoto (2n=46) que dará lugar a la formación de un nuevo individuo humano con 46 cromosomas. Si las células sexuales fueran diploides en lugar de haploides, tras la fecundación se formaría un cigoto 4n=92, que a su vez daría descendencia 8n= 184, incompatible con la vida. Por medio de la meiosis, que es un proceso especial de división celular, a partir de células diploides se forman los gametos sexuales haploides. La unión de ambos gametos haploides dará origen a un cigoto diploide que tendrá una copia de cromosomas maternos y otra copia de cromosomas paternos, es decir, dos juegos para cada característica hereditaria.
MEIOSIS
Es un proceso de división celular propio de organismos con reproducción sexual, mediante el cual se forman las gametas (gametogénesis). A partir de cada célula diploide de las gónadas se originan espermatozoides y óvulos funcionales, todos haploides. Mientras que las células somáticas se reproducen en forma asexual o mitosis, las células sexuales se generan mediante reproducción sexual o meiosis. En la mitosis, partiendo de células diploides ( 2n) se obtienen células también diploides. En cambio en la meiosis, a partir de células diploides se producen células haploides (n), asegurando de esta forma un número constante de cromosomas a la descendencia, donde la mitad del ADN es aportado por el padre y la otra mitad por la madre. La meiosis permite la recombinación de los cromosomas homólogos de los progenitores y se intercambia la información genética. Como se mencionó anteriormente, al unirse ambas células haploides paternas en la fertilización, se genera un cigoto diploide que dará origen a descendientes con el número de cromosomas propio de la especie. Es así como cada progenitor aporta la mitad de su código genético a la célula hija. La meiosis se realiza en dos etapas, llamadas meiosis I y meiosis II. Cada una de ellas consta de cuatro fases denominadas profase, metafase, anafase y telofase. En la meiosis I, cada par homólogo de cromosomas se sitúan en los distintos núcleos de las células formadas.
En la meiosis II, las cromátidas hermanas de cada cromosoma se separan distribuyéndose en los núcleos de las células hijas (A en el esquema). Por lo tanto, la meiosis da por resultado cuatro células con cromosomas haploides.
La interfase que sucede previo a la meiosis es idéntica a la que ocurre antes de la mitosis. En dicha etapa previa se producen tres fases.
Fase G-1
La célula inicia su crecimiento, se forman las organelas y se produce la síntesis de proteínas. En esta fase la célula aumenta de tamaño.
Fase S
Es más larga que en la mitosis. Se produce la replicación del ADN, y como resultado los cromosomas, que hasta ahora tenían una sola cromátida, se duplican quedando con dos cromátidas idénticas. Dicha duplicación da lugar a que el núcleo ahora tenga el doble del ADN y de proteínas que al principio.
Fase G-2
Esta etapa es más corta que en la mitosis, y en ocasiones no se presenta. Los cromosomas comienzan a condensarse. Los centríolos se duplican y empiezan a dirigirse a cada polo de la célula.
MEIOSIS I
Profase I
Se produce la síntesis de ARN en el núcleo. La carioteca permanece inalterada hasta el final de toda la fase. La profase I se divide en cinco etapas.
-Leptoteno: los cromosomas empiezan a condensarse y se anclan a la membrana nuclear.
-Zigoteno: los cromosomas homólogos (materno y paterno) comienzan a aparearse. La unión o sinapsis se produce a lo largo de todo el cromosoma. Cada par de cromosomas fusionados forma un bivalente, constituido por cuatro cromátidas.
-Paquiteno: en esta etapa se produce el llamado “crossing-over”, donde las cromátidas homólogas no hermanas se entrecruzan para intercambiar material genético. El lugar de entrecruzamiento se denomina quiasma.
-Diploteno: se separan los cromosomas apareados, pero quedan unidos por el quiasma. En la formación de los óvulos humanos (ovogénesis) el proceso meiótico se detiene en el diploteno hacia el séptimo mes de gestación, reiniciándose cuando la niña alcanza la pubertad. Esta pausa se denomina dictiotena.
-Diacinesis: los bivalentes se preparan para acercarse a la zona ecuatorial de la célula. Comienza a desaparecer la membrana nuclear y el nucléolo. Finaliza la síntesis de ARN.
Metafase I
Cada par de cromosomas homólogos (bivalentes) se desplaza hacia la zona ecuatorial de la célula. Las cromátidas se disponen en grupos de a cuatro (tétrada). Como lo hacen al azar, existe un 50 % de posibilidades de que la descendencia obtenga los cromosomas homólogos maternos o paternos.
Anafase I
Los cromosomas homólogos se dirigen a cada extremo de la célula. La cantidad de cromosomas paternos y maternos en cada polo celular varía al azar en cada meiosis.
Telofase I
Se forman dos células hijas haploides, ya que cada una tiene la mitad del número de cromosomas. Comienza a formarse la carioteca en cada célula haploide, que tiene un cromosoma con dos cromátidas.
MEIOSIS II
Las cromátidas de los cromosomas homólogos se sitúan en cada célula hija. Los pasos de la meiosis II son idénticos a los de la mitosis de las células somáticas. Esquema de la mitosis
Profase II
Los cromosomas se condensan, se engrosan y se hacen visibles. Los centríolos, conectados entre sí por medio de filamentos, se dirigen a los polos opuestos de la célula. Desaparece el nucléolo y la membrana nuclear.
Metafase II
Los cinetocoros de cada cromosoma se unen a las fibras del huso acromático recién formado. Los cromosomas se ubican en línea recta, en el plano ecuatorial de la célula. Las cromátidas se disponen en grupos de a dos, a diferencia de lo que sucede en la metafase I que lo hacen de a cuatro, formando tétradas.
Anafase II
Los centrómeros de cada cromosoma se dividen y las cromátidas se separan y se desplazan hacia los polos opuestos a través del huso acromático. A partir de ahora, cada cromátida es un cromosoma.
Telofase II
Cada cromosoma no duplicado se agrupa en los polos opuestos de la célula. Desaparecen los centríolos y el huso acromático. Comienzan a formarse la membrana nuclear y el nucléolo. El citoplasma empieza a dividirse a la altura de la placa ecuatorial dando por resultado dos células hijas. Las dos sucesivas divisiones dan lugar a cuatro núcleos haploides con una combinación diferente de genes.
En resumen, la meiosis permite la obtención de células especializadas con un papel fundamental en la reproducción sexual. A raíz del entrecruzamiento de cromosomas homólogos, la meiosis hace posible la génesis de gametos muy variados. A partir de células diploides se obtienen gametas haploides que, tras la fecundación, dan lugar a la primera célula diploide de todo organismo superior, con la cantidad de cromosomas propia de la especie.
http://hnncbiol.blogspot.com/2008/01/m-e-i-o-s-i-s.html
REPRODUCCION CELULAR: MITOSIS
La reproducción es un proceso mediante el cual las células se dividen para multiplicarse. Las procariotas se reproducen por división simple, llamada también fisión binaria. En los organismos pluricelulares se distinguen dos tipos de células eucariotas: las somáticas, que forman parte de todos los tejidos y las sexuales, representadas en los animales superiores por los óvulos y los espermatozoides.
Dentro del núcleo, las células somáticas contienen una cantidad de cromosomas propia de cada especie, de las cuales la mitad fueron heredadas del padre y la otra mitad de la madre al momento de la fecundación. Por ejemplo, los humanos poseen 23 pares de cromosomas (46 en total), el caballo 32 pares (64 en total) y el perro 39 pares (78 en total). Estas células somáticas, al tener doble juego de cromosomas se denominan diploides, y se simbolizan como 2n. Por el contrario, las células sexuales contienen la mitad de la dotación total de cromosomas, por lo que se las llama haploides (n). De los ejemplos anteriores, surge que el humano posee 23 cromosomas en cada óvulo y espermatozoide, el caballo 32 cromosomas y el perro 39. Cuando se produce la fertilización, ambas células haploides paternas aportan toda su carga cromosómica para dar lugar a la primer célula diploide, llamada cigoto, que dará origen a un nuevo individuo con la cantidad de cromosomas propia de la especie.
Las células somáticas necesitan reproducirse para permitir el crecimiento de los tejidos y para reemplazar células muertas. Lo hacen a partir de células diploides que generan nuevas células diploides idénticas a la de origen. Este proceso se denomina mitosis, que es un mecanismo de reproducción asexual puesto que de una célula madre se obtienen dos células hijas idénticas, con la misma información genética.
Para la formación de células sexuales o gametos, a partir de células diploides se producen células haploides. Esto asegura un número constante de cromosomas a la descendencia, puesto que la mitad del ADN es aportado por el padre y la otra mitad por la madre. Este proceso se llama meiosis, que a diferencia de la mitosis es un tipo de reproducción sexual, ya que se recombinan los cromosomas homólogos de los progenitores y se intercambia la información genética. VER MEIOSIS
La mitosis es un proceso ordenado que se repite en el tiempo, donde las células crecen y se dividen en dos células hijas idénticas a la de origen. Cada ciclo se inicia con el nacimiento de una nueva célula y finaliza cuando esa célula origina dos células hijas. El ciclo celular se compone de dos períodos: una interfase y una fase M. La duración total del ciclo celular es de 24 horas, aunque varía según la estirpe celular.
1-INTERFASE
La interfase es la más larga del ciclo celular. Sucede entre dos mitosis o divisiones celulares y comprende tres etapas: G-1, S y G-2.
Fase G- 1 La célula inicia su crecimiento, se forman las organelas y se produce la síntesis de proteínas. En esta fase la célula aumenta de tamaño. La fase G-1 tiene una duración de 6 a 12 horas. Las células nerviosas y musculares esqueléticas no vuelven a dividirse, permaneciendo en la denominada fase G-0, ya que se retiran del ciclo celular.
Fase S
Se produce la síntesis de ADN, y como resultado los cromosomas se duplican quedando con dos cromátidas idénticas cada uno de ellos. Dicha duplicación da lugar a que el núcleo ahora tenga el doble del ADN y de proteínas que al principio. La fase S dura entre 6 y 8 horas.
Fase G-2
En esta etapa los cromosomas comienzan a condensarse. Los centríolos se duplican y empiezan a dirigirse a cada polo de la célula. G-2 dura alrededor de 3 a 4 horas.
2- FASE M
En esta fase la célula progenitora dará lugar a la formación de dos células hijas idénticas. Incluye a la mitosis y a la citocinesis.
MITOSIS
Cuando se inicia la mitosis, la red de cromatina nuclear se va condensando y da lugar a la aparición de los cromosomas. Tanto la cromatina como los cromosomas están formados por proteínas y ADN, con lo cual tienen la misma composición pero distinta forma. Cada cromosoma se compone de dos cromátidas unidas entre sí a través del centrómero. Tras su aparición, los cromosomas se curvan y el núcleo se divide en dos, conteniendo cada uno la mitad de todos los cromosomas. Luego los núcleos se separan y en la parte final de la mitosis se divide el citoplasma, dando por resultado dos células hijas con la misma carga genética que la célula madre. La mitosis consta de cuatro etapas: profase, metafase, anafase y telofase. El proceso sucede en forma continua, sin detenerse. La mitosis dura entre 20 minutos y dos horas, dependiendo del tipo de célula.
a- Profase
En esta etapa los cromosomas se condensan y engrosan haciéndose visibles. Los centríolos se dirigen a los polos opuestos, quedando conectados entre sí por filamentos. La carioteca desaparece.
b- Metafase
Se forma el huso acromático que une a los centríolos. Los cromosomas se disponen en línea recta en el plano ecuatorial de la célula con los centrómeros unidos a una hebra del huso acromático.
c- Anafase
Los centrómeros de cada cromosoma se dividen. Las cromátidas de cada cromosoma se separan y se desplazan hacia los polos opuestos a través del huso acromático. Hacia el final de la anafase comienza a dividirse el citoplasma.
d- Telofase
Cada cromátida (cromosomas hijos) se agrupan en los polos opuestos y son cada vez más difusos. Desaparecen los centríolos y el huso acromático. Comienzan a formarse la membrana nuclear y el nucléolo. El citoplasma se hace más estrecho a la altura de la placa ecuatorial.
Citocinesis
Es la última etapa de la fase M, donde el citoplasma se va estrechando a nivel de la zona ecuatorial hasta que se divide y quedan formadas dos células hijas, que han de iniciar el período de interfase con el objetivo de crecer y comenzar a reproducirse. Con la citocinesis finaliza la fase M y se inicia un nuevo ciclo celular.En las células vegetales, la mitosis es similar a la descrita para las células animales, aunque con algunas diferencias. Como las células vegetales no tienen centríolos, el huso acromático se forma por haces de microtúbulos durante la metafase a partir de los llamados “centros amorfos”. Por la presencia de la pared celular, la división del citoplasma es diferente a la de células animales. En lugar del estrechamiento en estas últimas, durante la telofase numerosas vesículas derivadas del complejo de Golgi se unen y dan lugar a una placa celular en el centro de la célula. Cuando la placa contacta con la membrana plasmática, una nueva pared celular se forma entre las dos membranas de la placa celular, dando lugar a dos células hijas, cada una con su propia membrana.
http://hnncbiol.blogspot.com/2008/01/reproduccion-celular-mitosis.html
Dentro del núcleo, las células somáticas contienen una cantidad de cromosomas propia de cada especie, de las cuales la mitad fueron heredadas del padre y la otra mitad de la madre al momento de la fecundación. Por ejemplo, los humanos poseen 23 pares de cromosomas (46 en total), el caballo 32 pares (64 en total) y el perro 39 pares (78 en total). Estas células somáticas, al tener doble juego de cromosomas se denominan diploides, y se simbolizan como 2n. Por el contrario, las células sexuales contienen la mitad de la dotación total de cromosomas, por lo que se las llama haploides (n). De los ejemplos anteriores, surge que el humano posee 23 cromosomas en cada óvulo y espermatozoide, el caballo 32 cromosomas y el perro 39. Cuando se produce la fertilización, ambas células haploides paternas aportan toda su carga cromosómica para dar lugar a la primer célula diploide, llamada cigoto, que dará origen a un nuevo individuo con la cantidad de cromosomas propia de la especie.
Las células somáticas necesitan reproducirse para permitir el crecimiento de los tejidos y para reemplazar células muertas. Lo hacen a partir de células diploides que generan nuevas células diploides idénticas a la de origen. Este proceso se denomina mitosis, que es un mecanismo de reproducción asexual puesto que de una célula madre se obtienen dos células hijas idénticas, con la misma información genética.
Para la formación de células sexuales o gametos, a partir de células diploides se producen células haploides. Esto asegura un número constante de cromosomas a la descendencia, puesto que la mitad del ADN es aportado por el padre y la otra mitad por la madre. Este proceso se llama meiosis, que a diferencia de la mitosis es un tipo de reproducción sexual, ya que se recombinan los cromosomas homólogos de los progenitores y se intercambia la información genética. VER MEIOSIS
La mitosis es un proceso ordenado que se repite en el tiempo, donde las células crecen y se dividen en dos células hijas idénticas a la de origen. Cada ciclo se inicia con el nacimiento de una nueva célula y finaliza cuando esa célula origina dos células hijas. El ciclo celular se compone de dos períodos: una interfase y una fase M. La duración total del ciclo celular es de 24 horas, aunque varía según la estirpe celular.
1-INTERFASE
La interfase es la más larga del ciclo celular. Sucede entre dos mitosis o divisiones celulares y comprende tres etapas: G-1, S y G-2.
Fase G- 1 La célula inicia su crecimiento, se forman las organelas y se produce la síntesis de proteínas. En esta fase la célula aumenta de tamaño. La fase G-1 tiene una duración de 6 a 12 horas. Las células nerviosas y musculares esqueléticas no vuelven a dividirse, permaneciendo en la denominada fase G-0, ya que se retiran del ciclo celular.
Fase S
Se produce la síntesis de ADN, y como resultado los cromosomas se duplican quedando con dos cromátidas idénticas cada uno de ellos. Dicha duplicación da lugar a que el núcleo ahora tenga el doble del ADN y de proteínas que al principio. La fase S dura entre 6 y 8 horas.
Fase G-2
En esta etapa los cromosomas comienzan a condensarse. Los centríolos se duplican y empiezan a dirigirse a cada polo de la célula. G-2 dura alrededor de 3 a 4 horas.
2- FASE M
En esta fase la célula progenitora dará lugar a la formación de dos células hijas idénticas. Incluye a la mitosis y a la citocinesis.
MITOSIS
Cuando se inicia la mitosis, la red de cromatina nuclear se va condensando y da lugar a la aparición de los cromosomas. Tanto la cromatina como los cromosomas están formados por proteínas y ADN, con lo cual tienen la misma composición pero distinta forma. Cada cromosoma se compone de dos cromátidas unidas entre sí a través del centrómero. Tras su aparición, los cromosomas se curvan y el núcleo se divide en dos, conteniendo cada uno la mitad de todos los cromosomas. Luego los núcleos se separan y en la parte final de la mitosis se divide el citoplasma, dando por resultado dos células hijas con la misma carga genética que la célula madre. La mitosis consta de cuatro etapas: profase, metafase, anafase y telofase. El proceso sucede en forma continua, sin detenerse. La mitosis dura entre 20 minutos y dos horas, dependiendo del tipo de célula.
a- Profase
En esta etapa los cromosomas se condensan y engrosan haciéndose visibles. Los centríolos se dirigen a los polos opuestos, quedando conectados entre sí por filamentos. La carioteca desaparece.
b- Metafase
Se forma el huso acromático que une a los centríolos. Los cromosomas se disponen en línea recta en el plano ecuatorial de la célula con los centrómeros unidos a una hebra del huso acromático.
c- Anafase
Los centrómeros de cada cromosoma se dividen. Las cromátidas de cada cromosoma se separan y se desplazan hacia los polos opuestos a través del huso acromático. Hacia el final de la anafase comienza a dividirse el citoplasma.
d- Telofase
Cada cromátida (cromosomas hijos) se agrupan en los polos opuestos y son cada vez más difusos. Desaparecen los centríolos y el huso acromático. Comienzan a formarse la membrana nuclear y el nucléolo. El citoplasma se hace más estrecho a la altura de la placa ecuatorial.
Citocinesis
Es la última etapa de la fase M, donde el citoplasma se va estrechando a nivel de la zona ecuatorial hasta que se divide y quedan formadas dos células hijas, que han de iniciar el período de interfase con el objetivo de crecer y comenzar a reproducirse. Con la citocinesis finaliza la fase M y se inicia un nuevo ciclo celular.En las células vegetales, la mitosis es similar a la descrita para las células animales, aunque con algunas diferencias. Como las células vegetales no tienen centríolos, el huso acromático se forma por haces de microtúbulos durante la metafase a partir de los llamados “centros amorfos”. Por la presencia de la pared celular, la división del citoplasma es diferente a la de células animales. En lugar del estrechamiento en estas últimas, durante la telofase numerosas vesículas derivadas del complejo de Golgi se unen y dan lugar a una placa celular en el centro de la célula. Cuando la placa contacta con la membrana plasmática, una nueva pared celular se forma entre las dos membranas de la placa celular, dando lugar a dos células hijas, cada una con su propia membrana.
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AUTOEVALUACION PARCIAL
1. ¿Cuál de las siguientes opciones describe mejor la lógica del proceso científico?
a) Si propongo una hipótesis para ser sometida a prueba, los experimentos y las observaciones la apoyarán.
b) Si mi predicción es correcta, ésta conducirá a una hipótesis para ser sometida a prueba.
c) Si mis observaciones son precisas, ellas apoyarán mi hipótesis.
d) Si mi hipótesis es correcta, puedo esperar ciertos resultados de mis experimentos.
2. ¿Cuál de los siguientes listados representa la secuencia correcta de niveles jerárquicos en la estructura de la vida, procediendo hacia abajo a partir de un individuo?
a) sistema de órganos, población de células, tejido nervioso, cerebro.
b) organismo, sistema de órganos, tejido, célula, órgano.
c) sistema nervioso, cerebro, tejido nervioso, célula nerviosa.
d) sistema de órganos, tejido, molécula, célula.
3. Un investigador está tratando de identificar una estructura celular que aisló de un organismo multicelular. Algunos de sus resultados determinan que: La estructura celular es capaz de duplicarse, si se le ilumina libera oxígeno y posee doble bicapa lipídica. Del análisis de estos resultados, es posible inferir que la estructura celular es él o la:
a) peroxisoma.
b) lisosoma.
c) cloroplasto.
d) mitocondria.
4. En la célula vegetal, el orgánulo que no posee enzimas en su interior es:
a) el núcleo.
b) la vacuola.
c) las mitocondrias.
d) el cloroplasto.
5. Una sustancia X se encuentra diez veces más concentrada en la célula de la raíz que en el suelo en que se encuentra. Al respecto se puede afirmar correctamente que la sustancia X ingresó por:
a) difusión simple.
b) transporte pasivo.
c) transporte activo.
d) difusión facilitada.
6. Los siguientes textos están relacionados con sustancias orgánicas.
I. Pueden actuar como esteroides que regulan la concentración de sal en el cuerpo.
II. Catalizan las reacciones bioquímicas en las que participan, sin sufrir alteración alguna.
III. Reducen la cantidad de energía necesaria para empezar una reacción química en un sistema vivo.
IV. Se requieren cantidades muy pequeñas de estas sustancias, para que se efectúe su acción aceleradora de reacciones en el nivel molecular.
¿Cuál o cuáles se refieren a funciones de proteínas?
a) II y III solamente.
b) III y IV solamente.
c) II, III y IV.
d) I y III.
7. Los siguientes textos se refieren a carbohidratos.
I. Es un nutriente cuya combustión deja menos residuos en el organismo, por eso el cerebro y el sistema nervioso solamente utilizan glucosa para obtener energía, de este modo se evita la presencia de residuos tóxicos (como el amoniaco) en las células nerviosas.
II. Son grupos de polisacáridos, moléculas formadas por cadenas de otras moléculas más pequeñas denominadas monosacáridos y que en ocasiones alcanzan un gran tamaño.
III. La celulosa es un componente estructural de las células vegetales y le brinda protección a la célula.
IV. Los almidones se encuentran formados por el encadenamiento de moléculas de glucosa.
¿Cuáles se refieren a sus funciones?
a) I y III.
b) I y IV.
c) II y III.
d) II y IV.
8. El contenido de los siguientes recuadros está relacionado con los diferentes tipos de células.
K- Células procarióticas. L- Células eucarióticas.
I- El ADN de este tipo de células no está contenido en un núcleo y faltan las organelas especializadas como mitocondrias y cloroplastos.
II- Este tipo de células tiene varias clases de organelas rodeados de membrana, incluido un núcleo con el ADN.
III- Tienen el material genético envuelto por una membrana que forma un órgano esférico llamado núcleo.
IV- Carecen de membrana nuclear.
¿Cuál es la forma correcta de relacionar la información anterior?
a) K II, IV y L I, III.
b) K I, II y L III, IV.
c) K I, IV y L II, III.
d) K I, II, III y L IV.
9. Considere el siguiente contenido relacionado con tipos de células.
I. Animal.
II. Vegetal.
III. Procariótica.
a. Una alga azul verdosa es un ser vivo autótrofo sintetizante, carente de una membrana nuclear.
b. Posee grandes vacuolas para almacenamiento de sustancias.
c. Son células que carecen de pared celular.
¿Cuál es la relación correcta entre el contenido de los recuadros?
a) I a, II b y III c.
b) I a, II c y III b.
c) I c, II b y III a.
d) I b, II c y III a.
10. Las siguientes afirmaciones están relacionadas con componentes membranales.
I. Empaca materiales en vesículas que son transportadas a otras partes de la célula o la membrana plasmática para su exportación.
II. Digiere organelas defectuosas o que no funcionan de manera adecuada por medio de enzimas que hay en su interior.
¿A cuáles componentes membranales se refieren?
a) I lisosoma y II retículo endoplasmático.
b) I retículo endoplasmático y II vacuola.
c) I complejo de Golgi y II lisosoma.
d) I vacuola y II complejo de Golgi.
11. Acerca de las membranas celulares y la presión osmótica, indique la respuesta correcta:
a) Si el medio es hipotónico el agua tenderá a entrar en la célula para equilibrar la presión con el exterior.
b) Si el medio es hipertónico, el agua tiende a salir de la célula.
c) Las células en un medio isotónico no sufren alteraciones en su medio interno.
d) Todas las anteriores son verdaderas.
12. El transporte activo de moléculas a través de la membrana de la célula:
a) Requiere energía y se produce en contra de gradiente.
b) Sólo ocurre para el agua y moléculas pequeñas en contra de gradiente.
c) Requiere una proteína transportadora pero no requiere energía.
d) Requiere energía y que las moléculas transportadas sean grandes.
13. Se producen fenómenos de plasmólisis cuando introducimos células en una disolución...
a) Hipertónica.
b) Hipotónica.
c) Isotónica.
d) Ninguna de las respuestas anteriores es correcta.
14. Una molécula de glucosa está relacionada con el almidón, como un (a):
a) esteroide lo está con un lípido.
b) proteína lo está con un aminoácido.
c) ácido nucleico lo está con un polipéptido.
d) nucleótido lo está con un ácido nucleico.
15. Las células vegetales se caracterizan por:
a) No tener centriolos y ser heterótrofas.
b) Tener mitocondrias, cloroplastos y ser heterótrofas.
c) Tener cloroplastos, pared celular y ser autótrofas.
d) Tener pared celular, cloroplastos, centriolos y ser autótrofas.
e) Tener pared celular, cloroplastos y ser heterótrofos.
a) Si propongo una hipótesis para ser sometida a prueba, los experimentos y las observaciones la apoyarán.
b) Si mi predicción es correcta, ésta conducirá a una hipótesis para ser sometida a prueba.
c) Si mis observaciones son precisas, ellas apoyarán mi hipótesis.
d) Si mi hipótesis es correcta, puedo esperar ciertos resultados de mis experimentos.
2. ¿Cuál de los siguientes listados representa la secuencia correcta de niveles jerárquicos en la estructura de la vida, procediendo hacia abajo a partir de un individuo?
a) sistema de órganos, población de células, tejido nervioso, cerebro.
b) organismo, sistema de órganos, tejido, célula, órgano.
c) sistema nervioso, cerebro, tejido nervioso, célula nerviosa.
d) sistema de órganos, tejido, molécula, célula.
3. Un investigador está tratando de identificar una estructura celular que aisló de un organismo multicelular. Algunos de sus resultados determinan que: La estructura celular es capaz de duplicarse, si se le ilumina libera oxígeno y posee doble bicapa lipídica. Del análisis de estos resultados, es posible inferir que la estructura celular es él o la:
a) peroxisoma.
b) lisosoma.
c) cloroplasto.
d) mitocondria.
4. En la célula vegetal, el orgánulo que no posee enzimas en su interior es:
a) el núcleo.
b) la vacuola.
c) las mitocondrias.
d) el cloroplasto.
5. Una sustancia X se encuentra diez veces más concentrada en la célula de la raíz que en el suelo en que se encuentra. Al respecto se puede afirmar correctamente que la sustancia X ingresó por:
a) difusión simple.
b) transporte pasivo.
c) transporte activo.
d) difusión facilitada.
6. Los siguientes textos están relacionados con sustancias orgánicas.
I. Pueden actuar como esteroides que regulan la concentración de sal en el cuerpo.
II. Catalizan las reacciones bioquímicas en las que participan, sin sufrir alteración alguna.
III. Reducen la cantidad de energía necesaria para empezar una reacción química en un sistema vivo.
IV. Se requieren cantidades muy pequeñas de estas sustancias, para que se efectúe su acción aceleradora de reacciones en el nivel molecular.
¿Cuál o cuáles se refieren a funciones de proteínas?
a) II y III solamente.
b) III y IV solamente.
c) II, III y IV.
d) I y III.
7. Los siguientes textos se refieren a carbohidratos.
I. Es un nutriente cuya combustión deja menos residuos en el organismo, por eso el cerebro y el sistema nervioso solamente utilizan glucosa para obtener energía, de este modo se evita la presencia de residuos tóxicos (como el amoniaco) en las células nerviosas.
II. Son grupos de polisacáridos, moléculas formadas por cadenas de otras moléculas más pequeñas denominadas monosacáridos y que en ocasiones alcanzan un gran tamaño.
III. La celulosa es un componente estructural de las células vegetales y le brinda protección a la célula.
IV. Los almidones se encuentran formados por el encadenamiento de moléculas de glucosa.
¿Cuáles se refieren a sus funciones?
a) I y III.
b) I y IV.
c) II y III.
d) II y IV.
8. El contenido de los siguientes recuadros está relacionado con los diferentes tipos de células.
K- Células procarióticas. L- Células eucarióticas.
I- El ADN de este tipo de células no está contenido en un núcleo y faltan las organelas especializadas como mitocondrias y cloroplastos.
II- Este tipo de células tiene varias clases de organelas rodeados de membrana, incluido un núcleo con el ADN.
III- Tienen el material genético envuelto por una membrana que forma un órgano esférico llamado núcleo.
IV- Carecen de membrana nuclear.
¿Cuál es la forma correcta de relacionar la información anterior?
a) K II, IV y L I, III.
b) K I, II y L III, IV.
c) K I, IV y L II, III.
d) K I, II, III y L IV.
9. Considere el siguiente contenido relacionado con tipos de células.
I. Animal.
II. Vegetal.
III. Procariótica.
a. Una alga azul verdosa es un ser vivo autótrofo sintetizante, carente de una membrana nuclear.
b. Posee grandes vacuolas para almacenamiento de sustancias.
c. Son células que carecen de pared celular.
¿Cuál es la relación correcta entre el contenido de los recuadros?
a) I a, II b y III c.
b) I a, II c y III b.
c) I c, II b y III a.
d) I b, II c y III a.
10. Las siguientes afirmaciones están relacionadas con componentes membranales.
I. Empaca materiales en vesículas que son transportadas a otras partes de la célula o la membrana plasmática para su exportación.
II. Digiere organelas defectuosas o que no funcionan de manera adecuada por medio de enzimas que hay en su interior.
¿A cuáles componentes membranales se refieren?
a) I lisosoma y II retículo endoplasmático.
b) I retículo endoplasmático y II vacuola.
c) I complejo de Golgi y II lisosoma.
d) I vacuola y II complejo de Golgi.
11. Acerca de las membranas celulares y la presión osmótica, indique la respuesta correcta:
a) Si el medio es hipotónico el agua tenderá a entrar en la célula para equilibrar la presión con el exterior.
b) Si el medio es hipertónico, el agua tiende a salir de la célula.
c) Las células en un medio isotónico no sufren alteraciones en su medio interno.
d) Todas las anteriores son verdaderas.
12. El transporte activo de moléculas a través de la membrana de la célula:
a) Requiere energía y se produce en contra de gradiente.
b) Sólo ocurre para el agua y moléculas pequeñas en contra de gradiente.
c) Requiere una proteína transportadora pero no requiere energía.
d) Requiere energía y que las moléculas transportadas sean grandes.
13. Se producen fenómenos de plasmólisis cuando introducimos células en una disolución...
a) Hipertónica.
b) Hipotónica.
c) Isotónica.
d) Ninguna de las respuestas anteriores es correcta.
14. Una molécula de glucosa está relacionada con el almidón, como un (a):
a) esteroide lo está con un lípido.
b) proteína lo está con un aminoácido.
c) ácido nucleico lo está con un polipéptido.
d) nucleótido lo está con un ácido nucleico.
15. Las células vegetales se caracterizan por:
a) No tener centriolos y ser heterótrofas.
b) Tener mitocondrias, cloroplastos y ser heterótrofas.
c) Tener cloroplastos, pared celular y ser autótrofas.
d) Tener pared celular, cloroplastos, centriolos y ser autótrofas.
e) Tener pared celular, cloroplastos y ser heterótrofos.
AUTOEVALUACION PARCIAL
1. ¿Cuál de las declaraciones siguientes hace una mejor distinción entre hipótesis y teoría científica?
a) Las teorías son hipótesis que han sido demostradas.
b) Las hipótesis son suposiciones tentativas, las teorías son respuestas correctas a preguntas sobre la naturaleza.
c) Las hipótesis generalmente tienen un alcance reducido; las teorías tienen un poder explicativo amplio.
d) Hipótesis y teoría son términos diferentes para básicamente la misma cosa en ciencia.
2. ¿Cuál de los siguientes listados representa la secuencia correcta de niveles jerárquicos en la estructura de la vida, procediendo hacia abajo a partir de un individuo?
a) cerebro, medula espinal, sistema de órganos, célula nerviosa, tejido nervioso.
b) organismo, sistema de órganos, tejido, célula, órgano.
c) sistema nervioso, cerebro, tejido nervioso, célula nerviosa.
d) sistema de órganos, tejido, molécula, célula.
3. “La célula es la unidad fundamental de la vida, todos los organismos vivientes son células o conjunto de ellas y la célula es la menor unidad de vida capaz de reproducción independiente.” ¿Cuál es el nombre del científico que dio la afirmación descrita anterior?
a) Robert Hooke.
b) Charles Darwin.
c) Gregorio Mendel.
d) Rudolph Virchow.
4. Analice la información referente a componentes orgánicos de la materia viva. ¿Cuáles números romanos señalan las afirmaciones que se refieren a la función de los carbohidratos?
I- Se clasifican en aceites, grasas y ceras.
II- Son fuente de energía para la célula.
III- Son componentes estructurales de las células.
IV- Todos los consumidos por el hombre se transforman en glucosa.
a) I y II.
b) I y III.
c) II y IV.
d) III y IV.
5. ¿Cuál de los siguientes eventos se refiere a un proceso anabólico?
a) Crecimiento de los seres vivos.
b) Transformación de aminoácidos en glicógeno.
c) Digestión de alimentos y transformación física.
d) Absorción de aminoácidos a través de difusión.
6. Compuestos utilizados en el experimento de Miller-Urey:
a) HCN, COOH, OH
b) CH4, H2O, H2, NH4
c) H2O, CO2, CH4, H2
d) CH4, H2O, O2, NH4
7. ¿Cuál de los siguientes enunciados NO es correcto en relación con el citoesqueleto?
a) Ayuda a mantener la forma de las células.
b) Una vez formado, es permanente y no se modifica.
c) Está compuesto de microfilamentos, microtúbulos y filamentos intermedios.
d) Es muy importante su función en el movimiento celular.
8. Un estudiante macera tejido de una planta y después centrifuga la mezcla. El obtiene algunos orgánulos del sedimento en el tubo de ensayo que toman CO2 y liberan O2 ¿cuáles son?
a) Cloroplastos.
b) Ribosomas.
c) Núcleos.
d) Mitocondrias.
9. ¿A cuál de los siguientes orgánulos se le asignó una función errónea?
a) Aparato de Golgi: Empaca material.
b) Nucléolo: Fabrica RNA.
c) Lisosoma: Contiene enzimas de degradación.
d) Ribosoma: Sintetiza ATP.
10. El transporte activo de moléculas a través de la membrana de la célula:
a) Requiere energía y se produce en contra de gradiente.
b) Sólo ocurre para el agua y moléculas pequeñas en contra de gradiente.
c) Requiere una proteína transportadora pero no requiere energía.
d) Requiere energía y que las moléculas transportadas sean grandes.
11. Elija la respuesta correcta:
a) Todos los lípidos son grasas.
b) Todas las grasas contienen glicerina.
c) Todas las grasas son saturadas.
d) Todas las grasas son triacilglicéridos.
12. Se producen fenómenos de plasmólisis cuando introducimos células en una disolución...
a) Hipertónica.
b) Hipotónica.
c) Isotónica.
d) Ninguna de las respuestas anteriores es correcta.
13. El núcleo celular:
a) Presenta una forma, tamaño y estructura constante durante la vida celular.
b) Posee una membrana idéntica a la plasmática en estructura y composición.
c) Tiene uno o varios nucléolos compuestos por ADN.
d) Contiene cromatina en distintos estados de condensación.
14. ¿Cuál de los siguientes orgánulos es considerado como el aparato digestivo celular?
a) Aparato de Golgi.
b) Mitocondrias.
c) Lisosomas.
d) Centrosomas.
15. Que afirmación es falsa respecto al nucléolo:
a) Estructura densa y esférica.
b) Visible al microscopio óptico durante interfase y profase.
c) Su número varía según las especies.
d) Su función es la síntesis del ARN mensajero.
16. En relación al tipo de organización celular: procariotas y eucariotas, señale la pareja correcta:
a) Euglenas - procariotas.
b) Espiroquetas - eucariotas.
c) Cianobacterias - eucariotas.
d) Bacterias verdes - procariotas.
17. Relacione cada orgánulo con la función que realiza e indique la respuesta correcta:
1)mitocondria a) fotosíntesis
2)cloroplasto b) biosíntesis de lípidos
3) retículo endoplásmico liso (REL) c) biosíntesis de proteínas
4)ribosomas d) respiración aerobia
a) 1-d, 2-a, 3-b, 4-c
b) 1-b, 2-d, 3-a, 4-c
c) 1-d, 2-a, 3-c, 4-b
d) 1-b, 2-a, 3-c, 4-d
18. Acerca de las membranas celulares y la presión osmótica, indique la respuesta correcta:
a) Si el medio es hipotónico el agua tenderá a entrar en la célula para equilibrar la presión con el exterior.
b) Si el medio es hipertónico, el agua tiende a salir de la célula.
c) Las células en un medio isotónico no sufren alteraciones en su medio interno.
d) Todas las anteriores son verdaderas.
a) Las teorías son hipótesis que han sido demostradas.
b) Las hipótesis son suposiciones tentativas, las teorías son respuestas correctas a preguntas sobre la naturaleza.
c) Las hipótesis generalmente tienen un alcance reducido; las teorías tienen un poder explicativo amplio.
d) Hipótesis y teoría son términos diferentes para básicamente la misma cosa en ciencia.
2. ¿Cuál de los siguientes listados representa la secuencia correcta de niveles jerárquicos en la estructura de la vida, procediendo hacia abajo a partir de un individuo?
a) cerebro, medula espinal, sistema de órganos, célula nerviosa, tejido nervioso.
b) organismo, sistema de órganos, tejido, célula, órgano.
c) sistema nervioso, cerebro, tejido nervioso, célula nerviosa.
d) sistema de órganos, tejido, molécula, célula.
3. “La célula es la unidad fundamental de la vida, todos los organismos vivientes son células o conjunto de ellas y la célula es la menor unidad de vida capaz de reproducción independiente.” ¿Cuál es el nombre del científico que dio la afirmación descrita anterior?
a) Robert Hooke.
b) Charles Darwin.
c) Gregorio Mendel.
d) Rudolph Virchow.
4. Analice la información referente a componentes orgánicos de la materia viva. ¿Cuáles números romanos señalan las afirmaciones que se refieren a la función de los carbohidratos?
I- Se clasifican en aceites, grasas y ceras.
II- Son fuente de energía para la célula.
III- Son componentes estructurales de las células.
IV- Todos los consumidos por el hombre se transforman en glucosa.
a) I y II.
b) I y III.
c) II y IV.
d) III y IV.
5. ¿Cuál de los siguientes eventos se refiere a un proceso anabólico?
a) Crecimiento de los seres vivos.
b) Transformación de aminoácidos en glicógeno.
c) Digestión de alimentos y transformación física.
d) Absorción de aminoácidos a través de difusión.
6. Compuestos utilizados en el experimento de Miller-Urey:
a) HCN, COOH, OH
b) CH4, H2O, H2, NH4
c) H2O, CO2, CH4, H2
d) CH4, H2O, O2, NH4
7. ¿Cuál de los siguientes enunciados NO es correcto en relación con el citoesqueleto?
a) Ayuda a mantener la forma de las células.
b) Una vez formado, es permanente y no se modifica.
c) Está compuesto de microfilamentos, microtúbulos y filamentos intermedios.
d) Es muy importante su función en el movimiento celular.
8. Un estudiante macera tejido de una planta y después centrifuga la mezcla. El obtiene algunos orgánulos del sedimento en el tubo de ensayo que toman CO2 y liberan O2 ¿cuáles son?
a) Cloroplastos.
b) Ribosomas.
c) Núcleos.
d) Mitocondrias.
9. ¿A cuál de los siguientes orgánulos se le asignó una función errónea?
a) Aparato de Golgi: Empaca material.
b) Nucléolo: Fabrica RNA.
c) Lisosoma: Contiene enzimas de degradación.
d) Ribosoma: Sintetiza ATP.
10. El transporte activo de moléculas a través de la membrana de la célula:
a) Requiere energía y se produce en contra de gradiente.
b) Sólo ocurre para el agua y moléculas pequeñas en contra de gradiente.
c) Requiere una proteína transportadora pero no requiere energía.
d) Requiere energía y que las moléculas transportadas sean grandes.
11. Elija la respuesta correcta:
a) Todos los lípidos son grasas.
b) Todas las grasas contienen glicerina.
c) Todas las grasas son saturadas.
d) Todas las grasas son triacilglicéridos.
12. Se producen fenómenos de plasmólisis cuando introducimos células en una disolución...
a) Hipertónica.
b) Hipotónica.
c) Isotónica.
d) Ninguna de las respuestas anteriores es correcta.
13. El núcleo celular:
a) Presenta una forma, tamaño y estructura constante durante la vida celular.
b) Posee una membrana idéntica a la plasmática en estructura y composición.
c) Tiene uno o varios nucléolos compuestos por ADN.
d) Contiene cromatina en distintos estados de condensación.
14. ¿Cuál de los siguientes orgánulos es considerado como el aparato digestivo celular?
a) Aparato de Golgi.
b) Mitocondrias.
c) Lisosomas.
d) Centrosomas.
15. Que afirmación es falsa respecto al nucléolo:
a) Estructura densa y esférica.
b) Visible al microscopio óptico durante interfase y profase.
c) Su número varía según las especies.
d) Su función es la síntesis del ARN mensajero.
16. En relación al tipo de organización celular: procariotas y eucariotas, señale la pareja correcta:
a) Euglenas - procariotas.
b) Espiroquetas - eucariotas.
c) Cianobacterias - eucariotas.
d) Bacterias verdes - procariotas.
17. Relacione cada orgánulo con la función que realiza e indique la respuesta correcta:
1)mitocondria a) fotosíntesis
2)cloroplasto b) biosíntesis de lípidos
3) retículo endoplásmico liso (REL) c) biosíntesis de proteínas
4)ribosomas d) respiración aerobia
a) 1-d, 2-a, 3-b, 4-c
b) 1-b, 2-d, 3-a, 4-c
c) 1-d, 2-a, 3-c, 4-b
d) 1-b, 2-a, 3-c, 4-d
18. Acerca de las membranas celulares y la presión osmótica, indique la respuesta correcta:
a) Si el medio es hipotónico el agua tenderá a entrar en la célula para equilibrar la presión con el exterior.
b) Si el medio es hipertónico, el agua tiende a salir de la célula.
c) Las células en un medio isotónico no sufren alteraciones en su medio interno.
d) Todas las anteriores son verdaderas.
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