Durante estas últimas semanas en clase hemos trabajado el bloque de la reproducción celular. La mitosis y la meiosis son temas que hemos estudiado durante toda la secundaria y, por tanto, estamos muy familiarizados con ellos. Trabajar estos temas ha sido más bien, un repaso de los cursos anteriores donde, además hemos aprendido nuevos conceptos, más específicos sobre ambos tipos de reproducción.
Como ya sabíamos, la mitosis y meiosis son los dos distintos tipos de reproducción celular que sufren todas las células de nuestro organismo. Mientras que la mitosis es la divisón que sufren todas las células somáticas de nuestro organismo y obtenemos gracias a ella dos células hijas idénticas a la célula madre, la meiosis es un tipo de división celular gracias a la cual obtenemos células sexuales. Se obtienen a partir de una célula madre cuatro células hijas que son distintas entre si y distintas a la célula madre de la que proceden. A grandes rasgos, tienen la mitad de cromosomas que las células somáticas y se produce en una de sus primeras etapas el llamado "sobrecruzamiento" en el cual las cromatidas no hermanas de los cromosomas homólogos intercambian información genética, para obtener células sexuales genéticamente distintas, permitiendo así la variabilidad.
A pesar de ser muy similares estas divisiones presentan grandes diferencias. Como ya hemos dicho anteriormente a partir de la mitosis se obtienen células somáticas con un número par de cromosomas, el mismo número de cromosomas que la célula madre y en el proceso solo ocurre una única división lo que lo convierte en un proceso más o menos sencillo. La meiosis se utiliza para obtener células sexuales con un número impar de cromosomas, la mitad del número total de la célula madre. Se llevan a cabo dos divisiones seguidas, en la primera se produce apareamiento de cromosomas homólogos e intercambio de genes entre cromatidas no hermanas mientras que la segunda división es igual que una mitosis normal. El número total de células obtenidas gracias a este proceso será por tanto el doble del número de células obtenidas por mitosis. Es una división más larga y compleja.
Después de estudiar el tema en clase y repasarlo en casa hemos elaborado los esquemas y preguntas correspondientes a este apartado.
Preguntas reproducción celular
A la vista de la imagen, conteste las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué etapa de la
mitosis representa?
Corresponde a la telofase de la mitosis de una célula. En esta fase las cromatidas llegan a polos opuestos de la célula y desaparecerán los Microtúbulos que formaban el huso acromático o mitotico. Poco a poco los cromosomas se irán descondensando dando lugar a la cromatina, que ya no es visible. Se comienzan a formar las membranas nucleares rodeando al material genético de ambos polos de la célula gracias al retículo endoplasmatico y la envoltura nuclear de la célula madre. Comienza poco a poco la división del citoplasma o citocinesis por estrangulación.
¿Qué indican las flechas A, B y C? ¿Se trata de una célula
animal o vegetal?razone la respuesta. Describa detalladamente los fenómenos naturales
que ocurren en esta etapa
La fecha A señala los cromosomas, la B el huso acromático y la C el comienzo de la citocinesis o división del citoplasma
Se trata de una célula animal, esta es fácilmente reconocible debido a su forma ovalada y por el tipo de citocinesis que se está llevando a cabo: por estrangulación de membrana
Para que esta citocinesis se lleve a cabo se forma un anillo interior enamorado de la célula formado por actina y miosina que se va estrechando progresivamente formando un surco de división cada vez más profundo que acaba dividiendo al citoplasma en dos.
b) Describa los fenómenos celulares que tienen lugar en las restantes etapas de la mitosis [0’75]. Explique cuál es el significado biológico de la misma
Profase: se trata de la primera fase de división del núcleo en la mitosis y se caracteriza por:
La condensación de la cromatina, dando lugar a los cromosomas (cada uno de ellos formado por dos cromatidas hermanas exactamente iguales la una de la otra ya que la información de duplico en la fase s de la Inter fase)
El desplazamiento de los centriolos duplicados en la fase G2 hacia polos opuestos de la célula
La formación de Microtúbulos proteicos entre ambos centriolos que conforman el huso acromático
La desaparición de la membrana nuclear y el nucleolo
Al final de la profase los cromosomas se unen a las fibras del huso acromático a través de unas estructuras que se encuentran a ambos lados de los centromero, los cinetocoros. A estos se unen los Microtúbulos cinetocóricos
Metafase: en esta fase los cromosomas son totalmente visibles y gracias a que los Microtúbulos cinetocoricos se alargan por polimerización estos cromosomas pueden ser transportados al ecuador de la célula formando la placa metafísica.
Anafase: se trata de una etapa corta un comienza por la separación de las cromatidas hermanas de los cromosomas debido a la fragmentación del centromero. Los Microtúbulos cinetocoricos se acortan y desplazan las cromatidas hermanas a polos opuestos de las células.
La mitosis es un proceso que se lleva a cabo en las células animales para permitir el correcto crecimiento y desarrollo del individuo a partir del cigoto y para regenerar tejidos y células que han muerto. También asegura que las celulas hijas tengan la misma información que la célula madre y estén dotadas de los mismos genes que esta
2. A la vista del esquema responda razonadamente a las siguientes preguntas:
Indique qué momento del ciclo celular representan los esquemas arriba indicados [0’3], lo que señalan los números [0’3], y describa los fenómenos celulares que ocurren en A, B y C [0’4].
Se trata de la división de la célula, tanto del núcleo como del citoplasma.
Cromosomas
Centriolos
Huso acromático
Las letras A, B y C corresponden a la profase, primera fase de la división mitotica
A. La condensación de la cromatina, dando lugar a los cromosomas (cada uno de ellos formado por dos cromatidas hermanas exactamente iguales la una de la otra ya que la información de duplico en la fase s de la Inter fase)
El desplazamiento de los centriolos duplicados en la fase G2 hacia polos opuestos de la célula
La formación de Microtúbulos proteicos entre ambos centriolos que conforman el huso acromático
Diga si los dibujos corresponden a una célula animal o vegetal [0’2]. Indique, razonando la respuesta, dos características en las que se basa [0’8].
Se trata de una célula animal, esta es fácilmente reconocible debido a su forma ovalada y por el tipo de citocinesis que se está llevando a cabo: por estrangulación de membrana
Para que esta citocinesis se lleve a cabo se forma un anillo interior enamorado de la célula formado por actina y miosina que se va estrechando progresivamente formando un surco de división cada vez más profundo que acaba dividiendo al citoplasma en dos.
3. En relación con la figura adjunta conteste las siguientes cuestiones:
¿Qué representa la gráfica 1? [0’4]. Explique cómo cambia el contenido de ADN desde la fase A hasta la fase G [0’6].
El intervalo A (fase G1), en el intervalo B, la célula duplica la cantidad de ADN (fase S de replicación), en el intervalo C la célula mantiene duplicado el ADN (fase G2), y en el periodo D la célula pasa de nuevo a tener la cantidad de ADN inicial (se ha producido la división celular que corresponde a la primera división meiótica) y en el intervalo E, entre las dos divisiones meióticas, la célula posee la misma cantidad de ADN que la célula inicial, pero en la fase F, que corresponde a la 2a división meiótica, pasa a tener la mitad de cantidad de ADN respecto de la célula inicial, dando al final células que contienen la mitad de ADN que la célula inicial o célula madre
b) ¿Qué función tiene el cambio en el contenido de ADN que se representa en la gráfica 1? [0’4]. Suponiendo que los cromosomas fueran visibles a lo largo de todo el ciclo, ¿en qué fases, desde la C a la G, de la gráfica 1 encontraría las estructuras cromosómicas (1 a 4) que se muestran en la figura 2? [0’6].
Que las células sexuales formadas por Meiosis tengan la mitad de información que la célula madre de la que proceden para que cuando se produzca. la fecundación de los gametos, ovulo y espermatozoide el cigoto formado tenga el mismo número de cromosomas que las células somáticas de ambos padres.
C- 1
D- 3
E- 4
F- 2
4. En relación con el esquema adjunto, que representa tres fases (1, 2 y 3) de distintos procesos de división celular de un organismo con una dotación cromosómica 2n = 4, conteste las siguientes cuestiones:
Indique de qué fases se trata y en qué tipo de división se da cada una de ellas [0’5]. ¿Qué representan en cada caso las estructuras señaladas con las letras A, B, C, y D? [0’5.
Las tres imágenes muestran la etapa de anafase, en la que se produce la separación de cromatidas (o cromosomas) y debido a la acortación de los Microtúbulos cinetocoricos del huso acromático estos son transportados a polos opuestos de la célula
Anafase I de la Meiosis I
Anafase de la mitosis
Anafase II de la meiosis II
Cromosomas homólogos en los que se ha producido sobecruzamiento formado por una tetrada con segmentos alternantes paternos y maternos
Cromatidas hermanas
Cromatidas hermanas en las que se ha producido sobrecruzamiento y está formada por segmentos alternantes paternos y maternos
b) ¿Cuál es la finalidad de los distintos tipos de división celular? [0’4]. Dibuje esquemáticamente el proceso de división completo del que forma parte la fase 2
identificando las distintas estructuras [0’6].
La finalidad de la mitosis es permitir el correcto crecimiento y desarrollo del individuo a partir del cigoto y para regenerar tejidos y células que han muerto. También asegura que las celulas hijas tengan la misma información que la célula madre y estén dotadas de los mismos genes que esta.
La meiosis permite la formación de los gametos, celulas sexuales. Estos han de tener la mitad de información genética que la célula de la que proceden para así, al unirse al otro gameto en la fecundación sumar los gametos correspondientes de las células somáticas. Se produce un sobrecruzamiento que permite la variabilidad genética.
Profase: se trata de la primera fase de división del núcleo en la mitosis y se caracteriza por:
La condensación de la cromatina, dando lugar a los cromosomas (cada uno de ellos formado por dos cromatidas hermanas exactamente iguales la una de la otra ya que la información de duplico en la fase s de la Inter fase)
El desplazamiento de los centriolos duplicados en la fase G2 hacia polos opuestos de la célula
La formación de Microtúbulos proteicos entre ambos centriolos que conforman el huso acromático
La desaparición de la membrana nuclear y el nucleolo
Al final de la profase los cromosomas se unen a las fibras del huso acromático a través de unas estructuras que se encuentran a ambos lados de los centromero, los cinetocoros. A estos se unen los Microtúbulos cinetocóricos
Metafase: en esta fase los cromosomas son totalmente visibles y gracias a que los Microtúbulos cinetocoricos se alargan por polimerización estos cromosomas pueden ser transportados al ecuador de la célula formando la placa metafísica.
Anafase: se trata de una etapa corta un comienza por la separación de las cromatidas hermanas de los cromosomas debido a la fragmentación del centromero. Los Microtúbulos cinetocoricos se acortan y desplazan las cromatidas hermanas a polos opuestos de las células.
Teloase: en esta fase las cromatidas llegan a polos opuestos de la célula y desaparecerán los Microtúbulos que formaban el huso acromático o mitotico. Poco a poco los cromosomas se irán descondensando dando lugar a la cromatina, que ya no es visible. Se comienzan a formar las membranas nucleares rodeando al material genético de ambos polos de la célula gracias al retículo endoplasmatico y la envoltura nuclear de la célula madre. Comienza poco a poco la división del citoplasma o citocinesis por estrangulación.
5. A la vista de las gráficas, conteste las siguientes cuestiones:
¿Qué proceso se representa en la gráfica A? [0’1]. Explique en qué se basa para dar la respuesta [0’4]. Indique razonadamente qué ocurre con el ADN a lo largo del proceso [0’5].
En la fase A esta representado el proceso de mitosis, esto se puede afirmar ya que existe una etapa, correspondiente a la fase de síntesis de ADN donde se observa que la cantidad de ADN presente en el núcleo duplica a la cantidad de ADN en las fases anteriores y posteriores. Este ADN es duplicado para que cada una de las celulas hijas que van a nacer tengan la misma información que la célula madre, debido a ello podemos observar como en la etapa de la mitosis la cantidad de ADN vuelve a ser la misma que durante la G1, ya que la otra mitad se ha cedido a la célula hija.
b) ¿Qué proceso se representa en la gráfica B? [0’1]. Explique en qué se basa para dar la respuesta [0’4]. Indique razonadamente qué ocurre con el ADN a lo largo del proceso
En la fase B aparece de representado el proceso de la meiosis ya que se observan dos reacciones sucesivas donde la cantidad de ADN se acaba reduciendo a la mitad de la mitad. En la fase S la información genética se duplica, después al realizarse la primera división la cantidad de ADN vuelve a ser igual a la de la célula en su inicio ya que la información se ha repartido entre las dos células hijas. En la segunda división observamos como la cantidad de ADN vuelve a reducirse a la mitad ya que esta información es de nuevo dividida entre las dos células hijas que se van a formar, que tendrán la mitad de cromosomas que la célula madre original
6. En relación con las figuras adjuntas, responda las siguientes cuestiones:
Nombre los procesos señalados con las letras A y B [0’4]. ¿Qué fase se señala con el número 1? [0’1]. Describa lo que ocurre en esta fase [0’5]
El proceso A corresponde a la meiosis y el proceso B corresponde a la mitosis.
El número 1 señala la profase meiotica 1 que se divide a su vez en 5 subfases.
Leptoteno: la cromatina se condensa dando lugar a los cromosomas, cada cromosoma esta formado por dos cromatidas exactamente iguales que ya la información se ha duplicado en la fase s de la Interfase.
Sigo tengo: los cromosomas homólogos se aparean entre si mediante un proceso denominado Sinapsis y tiene lugar gracias a la formación de un complejo sinóptico que mantiene a los cromosomas homólogos muy unidos entre si apareando cada gen a su homólogo. La estructura resultante recibe el nombre de tetrada
Paquiteno: se produce el sobrecruzamiento de información entre las cromatidas no hermanas de los cromosomas homólogos, proceso que consiste en la fragmentación o ruptura de fragmentos entre cromosomas homólogos. Se produce una recombinación genética, un intercambio de información entre las parejas no hermanas de cromatidas que tiene como objetivo lograr la variabilidad genética. Ahora los cromosomas no son paternos o maternos sino que serán cromosomas alternativamente paternos y maternos, con genes alternantes del padre y la madre.
Diploteno: los cromosomas homólogos se intentan separar pero se mantienen unidos por el lugar en el que se ha llevado a cabo el sobrecruzamiento, denominados quiasmas
Diacinesis: las tetradas se condensan al maximos y se hacen visibles las cromatidas hermanas. Desaparecen la envoltura nuclear y el nucleolo y comienzan a formarse las fibras proteicas que constituyen el huso acromático.
b) Enumere cinco diferencias entre los procesos A y B [0’5]. Indique la importancia biológica de ambos procesos [0’5].
La meiosis consta de dos divisiones sucesivas, la mitosis solo consta de una división.
En la profase I de la mitosis se produce un sobrecruzamiento de información que permite la variabilidad genética. Las celulas que se forman son, por tanto todas distintas mientras que las de la mitosis son todas iguales
A partir de la meiosis se obtienen 4 células mientras que de la mitosis obtenemos solo 2.
Las células obtenidas por meiosis tienen la mitad de cromosomas que la célula madre mientras que las celulas obtenidas por mitosis tienen la misma cantidad de cromosomas que la célula madre
La mitosis tiene como objetivo formar células somáticas que formarán tejidos en los pluricelulares mientras que la meiosis tiene como objetivo formar células sexuales o gametos que se unirán a otro gameto para formar el cigoto
La finalidad de la mitosis es permitir el correcto crecimiento y desarrollo del individuo a partir del cigoto y para regenerar tejidos y células que han muerto. También asegura que las celulas hijas tengan la misma información que la célula madre y estén dotadas de los mismos genes que esta.
La meiosis permite la formación de los gametos, celulas sexuales. Estos han de tener la mitad de información genética que la célula de la que proceden para así, al unirse al otro gameto en la fecundación sumar los gametos correspondientes de las células somáticas. Se produce un sobrecruzamiento que permite la variabilidad genética.
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