TEMA 2 PARTE A LA CÉLULA PDF

1º Bach Biología, Geología y Medioambiente Curso 24-25 IES Cotes Baixes TEMA 2: LA ORGANIZACIÓN CELULAR Y LOS TEJIDOS PARTE A: ORGANIZACIÓN CELULAR (PUNTOS 1-7) 1  1. LA...

1º Bach Biología, Geología y Medioambiente Curso 24-25 IES Cotes Baixes TEMA 2: LA ORGANIZACIÓN CELULAR Y LOS TEJIDOS PARTE A: ORGANIZACIÓN CELULAR (PUNTOS 1-7) 1  1. LA CÉLULA: UNIDAD DE VIDA La célula es la unidad estructural, funcional y reproductora de los seres vivos; es decir, la mínima unidad de vida capaz de realizar las 3 funciones vitales. 1.1. La estructura de las células TODAS las células tienen una estructura COMÚN: Membrana plasmática: formada por una doble capa de fosfolípidos, junto a proteínas y glúcidos. – Separa el contenido de la célula del medio extracelular. – Regula el intercambio de sustancias con el medio. – Detecta los cambios extracelulares que suponen un estímulo para la célula. Citoplasma: formado por una disolución acuosa (citosol), donde están los orgánulos y las biomoléculas, y en el que se producen reacciones químicas y procesos celulares. Material genético: formado por ADN doble cadena (circular en procariotas; lineal en eucariotas). Ribosomas: orgánulos NO membranosos, formados por ARNr y proteínas, en los que tiene lugar la traducción. 2  1. LA CÉLULA: UNIDAD DE VIDA 1.2. Tipos de células (tipos de organización celular) Células procariotas: sencillas, de pequeño tamaño, SIN núcleo ni orgánulos especializados, a excepción de los ribosomas. Células eucariotas: complejas, de mayor tamaño, CON núcleo y orgánulos especializados en diferentes funciones. 1.3. La observación de las células Las células tienen un tamaño muy pequeño, por lo que no pueden ser observadas directamente. Su estudio requiere microscopios que aumenten la resolución de la imagen. La resolución es la distancia más pequeña a la que dos puntos se pueden ver separados; por debajo de esa distancia, los puntos se verían como un único punto. Los microscopios son instrumentos que aumentan de forma aparente el tamaño de la imagen de un objeto; es decir, aumentan la resolución. 3  2. MODELOS DE ORGANIZACIÓN CELULAR 2.1. La célula procariota Las células procariotas pertenecen a 2 Dominios: – Dominio Archaea (arqueas) – Dominio Bacteria (bacterias). Las más abundantes, en biomasa y en número de especies, son las bacterias. Las bacterias se caracterizan porque en ellas NO existen membranas internas que compartimenten su citoplasma, NI núcleo que proteja su ADN, NI orgánulos para facilitar la realización de funciones específicas. La estructura común a todas bacterias se muestra en la imagen: 4  2. MODELOS DE ORGANIZACIÓN CELULAR 2.1. La célula procariota: ESTRUCTURA DE LA CÉLULA PROCARIOTA EN TODAS LAS BACTERIAS 1) Membrana plasmática: doble capa de lípidos con proteínas y glúcidos insertadas en ella. 2) Citoplasma: disolución acuosa (citosol), que contiene todos los componentes celulares. 3) Material genético: molécula de ADNdc circular formando 1 único cromosoma. 4) Nucleoide: región del citoplasma en el que se localiza el cromosoma bacteriano. NO está protegida por ninguna membrana. 5) Plásmidos: pequeñas moléculas de ADNdc circular que contienen genes NO esenciales para la supervivencia, pero que otorgan ventajas (ej.: resistencia a AB). Se localizan fuera del nucleoide. 6) Ribosomas: estructura y función son similar a los de eucariotas, pero menor tamaño (70S). NO EN TODAS LAS BACTERIAS 1) Pared celular: rodea la membrana y protege la célula, formada por peptidoglucano (un polisacárido  heterósido  glucoproteína). En CASI TODAS las bacterias. 2) Cápsula: estructura externa a la pared, para mayor protección frente a desecación y ataque por bacteriofagos (virus que infectan bacterias) o por fagocitosis (ej.: macrófagos del sistema inmune). 3) Flagelo: filamento muy largo (generalmente solo 1) que les proporciona movimiento. 4) Pili: filamentos más cortos, para el intercambio de material genético (plásmidos) con otras bacterias (reproducción parasexual: Transferencia Genética Horizontal = TGH). 5) Fimbrias: filamentos más cortos que los pili, relacionadas con la fijación de la célula a otras células (procariotas o eucariotas) y a superficies. 5  2. MODELOS DE ORGANIZACIÓN CELULAR 2.1. Actividades (pág. 53) 1) Atendiendo a su forma podemos clasificar a las bacterias. Observa las siguientes imágenes y relaciónalas con el tipo de bacteria correspondiente: 2) ¿Con qué tipo de microscopio se han tomado cada una de las imágenes del ejercicio anterior? 3) ¿Qué diferencias hay entre los pili y las fimbrias? 6  2. MODELOS DE ORGANIZACIÓN CELULAR 2.2. La célula eucariota Las células eucariotas pertenecen al Dominio Eukarya, que se subdivide en 4/5 Reinos (según bibliografía): – Protista. En la bibliografía más reciente, subdividido en Protozoa (protozoos) y Chromista (cromistas). – Fungi (hongos). – Planta (plantas). – Animalia (animales). Se caracterizan por tener: membranas internas, núcleo y orgánulos celulares especializados en realizar determinadas funciones. Estas células se clasifican en 2 tipos : – Eucariotas tipo animal: son aquellas de las que se componen los animales y algunos organismos unicelulares, como los protozoos. – Eucariota tipo vegetal: son las que se encuentran en plantas y algas. 7 2. MODELOS DE ORGANIZACIÓN CELULAR 8  2. MODELOS DE ORGANIZACIÓN CELULAR 2.2. La célula eucariota: ESTRUCTURA DE LA CÉLULA EUCARIOTA 1) Membrana plasmática: doble capa de lípidos con proteínas y glúcidos, para el intercambio de sustancias. 2) Citoplasma: disolución acuosa (citosol), que contiene todos los componentes celulares. 3) Ribosomas: adheridos a la membrana externa del núcleo, al RE o dispersos por el citoplasma (libres o formando polirribosomas). Se encargan de la síntesis de proteínas. Tipo 80S. 4) Núcleo: contiene el ADNdc lineal (empaquetado hasta cromatina). Rodeado por la envoltura nuclear, una doble membrana atravesada por poros que permiten el transporte selectivo de moléculas (ej.: ARN). Contiene al nucleoplasma (equivalente al citoplasma) y al nucléolo, una estructura esférica en la que se sintetizan los ARNr. 5) Citoesqueleto: red de filamentos que da forma a la célula y permite su movimiento. 6) Retículo endoplasmático (RE): conjunto de sáculos que parten de la membrana nuclear externa. 1) RER (rugoso): tiene ribosomas adheridos, sintetiza proteínas. 2) REL (liso): sin ribosomas, sintetiza lípidos. 7) Aparato de Golgi: conjunto de sáculos aplanados que modifican las sustancias sintetizadas en el RER y REL, y las empaquetan en vesículas para su transporte o secreción (al exterior). 8) Mitocondrias: orgánulo con doble membrana (la externa lisa, la interna replegada en forma de crestas), que rodena a la matriz, la cual contiene enzimas, ribosomas 70S y ADNdc circular. Se encarga de obtener energía para la célula mediante la respiración celular. 9) Vesículas: pequeños compartimentos que transportan o almacenan sustancias. 10) Lisosomas: vesículas que contienen enzimas digestivas, que digieren partículas u orgánulos 9 deteriorados.  2. MODELOS DE ORGANIZACIÓN CELULAR Particularidades de Célula eucariota animal Célula eucariota vegetal Forma Variada. Normalmente: Forma poligonal y núcleo lateral. redonda y núcleo central. Orgánulos Centriolos: cilindros huecos Cloroplastos: orgánulos con doble exclusivos de microtúbulos que membrana, que contienen al forman: citoesqueleto y estroma en el que hay sacos huso acromático/mitótico. llamados grana (que pueden Cilios y flagelos: apilarse, formando tilacoides), que prolongaciones de la contienen clorofila, un pigmento membrana y citoesqueleto, fotosintético para captar la energía para el movimiento y solar. Contiene también: enzimas, desplazamiento. ADNdc circular y ribosomas 70S. − Cilios: cortos y numerosos. Realizan la fotosíntesis. − Flagelos: largos y escasos Grandes vacuolas: contienen agua, (1-4). nutrientes, pigmentos, desechos… que ayudan a mantener la rigidez de la célula vegetal. Pared celular: envoltura que recubre la membrana plasmática, para dar protección y rigidez. Composición: celulosa (plantas), quitina (hongos).10  2. MODELOS DE ORGANIZACIÓN CELULAR 2.2. Actividades (pág. 55) 4) Deduce por qué los lisosomas son más abundantes en los linfocitos. Indica si las siguientes 5 afirmaciones sobre por qué los lisosomas son más abundantes en los organismos unicelulares y los linfocitos son ciertas o no. 11  2. MODELOS DE ORGANIZACIÓN CELULAR 2.2. Actividades (pág. 55) 5) ¿Qué orgánulo crees que dará lugar a los lisosomas? 6) Cuando una planta muere, permanece erguida durante un tiempo. Indica qué componentes celulares contribuyen a ello. 7) Algunos de los orgánulos estudiados tienen una doble membrana. Indica cuáles son e investiga el motivo. Pista: trata de asociar ese fenómeno a un concepto denominado «Teoría endosimbiótica». 12  3. METABOLISMO CELULAR 3.1. Rutas metabólicas La célula necesita materia y energía, que obtiene del medio a través de reacciones químicas, al degradar o sintetizar compuestos (como glúcidos, lípidos o proteínas). Por ello, en la célula tienen lugar multitud de reacciones químicas secuenciales = rutas metabólicas, catalizadas por enzimas, que constituyen su metabolismo (conjunto de rutas metabólicas que se producen en la célula). ¿Qué son las rutas metabólicas? https://www.youtube.com/watch?app=desktop&v=-YFXPGkPieI 13  3. METABOLISMO CELULAR 3.2. Tipos de metabolismo Catabolismo: incluye rutas metabólicas degradativas, en las que los compuestos se van rompiendo en fragmentos más pequeños. Son exotérmicas (liberan energía). En ellas se obtiene: − Energía Q, que será usada en diferentes procesos celulares. − Moléculas sencillas (para formar otras más complejas, o residuos). Anabolismo: incluye rutas metabólicas de síntesis de compuestos, en las que, a partir de moléculas sencillas, se obtienen moléculas complejas. Son endotérmicas (consumen energía para poder llevarse a cabo). En ellas: − Sintetiza sus propias moléculas estructurales y vitales. − Construye complejos de moléculas con alto contenido energético que le sirven como fuente de reserva de energía. 14  3. METABOLISMO CELULAR 3.3. Moléculas de energía y transporte de electrones (e-) A) El almacenamiento de la energía química Para que las células puedan usar la energía liberada en las reacciones catabólicas, 1º debe ser almacenada en enlaces químicos que contienen algunas moléculas; la principal es el adenosín trifostafo (ATP). Su estructura es: Cuando se produce la ruptura del grupo fosfato más alejado de la ribosa, se libera una cantidad de energía muy elevada. La reacción es: La reacción inversa, es decir, la de unir un Pi (fosfato inorgánico) a una molécula de ADP (adenosín difosfato), necesita la misma cantidad de energía. 15  3. METABOLISMO CELULAR 3.3. Moléculas de energía y transporte de electrones (e-) B) El transporte de electrones Las rutas metabólicas incluyen reacciones en las que se transfieren electrones de unas moléculas a otras; son reacciones de reducción-oxidación (redox). − La reducción de un compuesto implica la ganancia de e-, que es equivalente a ganar un hidrógeno (H), ya que este átomo consta de 1 e- y 1 p+. − La oxidación de un compuesto implica la pérdida de electrones (e-), que es equivalente a la pérdida de un H. Al igual que la energía, los e- son transportados por moléculas, principalmente NADH y FADH2. 16  3. METABOLISMO CELULAR 3.3. Moléculas de energía y transporte de electrones (e-) C) Tipos de metabolismo de los S.V. En función de la fuente de energía, en: − Fotótrofos: utilizan la luz solar como fuente de energía. − Quimiótrofos: utilizan reacciones químicas como fuente de energía. En función de la fuente de C, en: − Autótrofos: utilizan compuestos inorgánicos como fuente de C. − Heterótrofos: toman el C de compuestos orgánicos. 17  3. METABOLISMO CELULAR C) Tipos de metabolismo de los S.V. 18  3. METABOLISMO CELULAR 3. Actividades (págs. 56-57) 1) Relaciona cada concepto con su definición correspondiente: 2) ¿En qué se diferencian las reacciones catabólicas de las anabólicas? ¿Qué obtiene la célula con cada uno de estos dos tipos de reacciones químicas? 3) ¿Cuál es la función del ATP en la célula, y cómo se lleva a cabo? Indica si las siguientes 4 afirmaciones sobre el ATP son ciertas o no: 19  3. METABOLISMO CELULAR 3. Actividades (págs. 56-57) 4) ¿Qué es una reacción redox? ¿Por qué son necesarias las moléculas de NADH y FADH2 para este tipo de reacciones? Completa el siguiente texto para recordarlo. 5) No todos los organismos obtienen la energía y el carbono que necesitan de las mismas fuentes. Selecciona los siguientes elementos y agrúpalos en función al tipo de organismo que correspondan. 20  3. METABOLISMO CELULAR 3.4. Las rutas catabólicas. La respiración celular. Existen 3 formas de obtener energía a través de la degradación de compuestos orgánicos: – Respiración aerobia – Respiración anaerobia – Fermentación Pero TODAS comienzan con una 1ª ruta: la glucólisis. A) Glucólisis: la forma más sencilla y primitiva de obtener energía. Es en un conjunto de reacciones catabólicas que tienen lugar en el CITOPLASMA en el cual 1 glucosa (6C) es degradada a 2 á. pirúvicos (3C), y se obtienen 2 ATP (que almacenan gran cantidad de energía) y 2 NADH (que retienen los electrones, e-): 21  3. METABOLISMO CELULAR 3.4. Las rutas catabólicas. La respiración celular. B) Respiración aerobia: es la oxidación y la degradación completa de 1 glucosa hasta CO2 y H2O, y el aceptor final de e- es el O2 («aerobia»). Libera mucha energía (ATP): el balance energético es de 36-38 ATP/glucosa (frente a 2 ATP/glucosa de la fermentación). Consta de 3 etapas: 1. Descarboxilación oxidativa (x2): 1 á. pirúvico (3C; de la glucólisis) entra el la mitocondria, y se oxida, A) B) perdiendo 1 e- (captado por 1 NAD+) y 1 C, formándose  1 acetil-CoA (2C), 1 NADH y 1 CO2. 1 2 3 2. Ciclo de Krebs (x2): el acetil-CoA se oxida totalmente, perdiendo 4 e- (captados por 3 NAD+ y 1 FAD), y 2 C, formándose  3 NADH, 1 FADH, 2 CO2 y 1 GTP (= 1 ATP). 3. Cadena de Transporte de Electrones (cte-) + Fosforilación oxidativa (x2): los 10 NADH y los 2 FADH2 se oxidan, y sus e- viajan por una cte- situada en la membrana interna de la mitocondria. Al viajar, liberan su energía, que se utiliza para sintetizar 34 ATP. El aceptor final de los e- son 6 O2, que forman 6 H2O. 22  3. METABOLISMO CELULAR 3.4. Las rutas catabólicas. La respiración celular. C) Respiración anaerobia: esta ruta, NO requiere O2 («anaerobia»). En ella, las moléculas orgánicas se degradan completamente (como en la respiración aerobia) PERO el aceptor final de electrones es una molécula inorgánica diferente al O2: o Sulfatos o Nitratos o Carbonatos... Respiración anaerobia: https://www.youtube.com/watch?app=desktop&v=W0jrCdjyNmI 23  3. METABOLISMO CELULAR 3.4. Las rutas catabólicas. La respiración celular. D) Fermentación: NO requiere O2. En ella, las moléculas orgánicas NO se degradan completamente, siendo el aceptor final de e- una molécula orgánica sencilla. El objetivo es reponer (reoxidar) los NAD+ cuando NO hay O2 para que la glucólisis pueda volver a comenzar. Hay varios tipos de fermentaciones, entre ellas: o Fermentación láctica: el á. pirúvico (de la glucólisis) se transforma en á. láctico. El aceptor final de e- es el piruvato, y 2 NADH se reoxidan a 2 NAD+. o Fermentación alcohólica: el á. pirúvico (de la glucólisis) se transforma en etanol y CO2. El aceptor final de e- es el acetaldehído (último intermediario de la ruta), y 2 NADH se reoxidan a 2 NAD+. 24 3. METABOLISMO CELULAR Respiración celular: https://www.youtube.com/watch?v=614QiGdC5Io https://www.youtube.com/watch?v=YefwfJ8IpEI 25  3. METABOLISMO CELULAR 3.5. Las rutas anabólicas. La fotosíntesis. Entre las rutas de síntesis de compuestos de C, la más importante es la fotosíntesis, que tiene lugar en los cloroplastos en las células eucariotas. Consta de 2 fases: A) Fase luminosa (dependiente de luz): en las membranas tilacoidales. La energía luminosa se transforma en energía Q, obteniéndose O2, NADPH y ATP. 1) La energía de la luz solar captada por la clorofila se utiliza para la fotólisis del agua, que se rompe, transformándose en O2 + H+ + e-. 2) Los e- viajan por una cte- que permite la síntesis de NADPH y ATP. B) Fase biosintética (independiente de luz): en el estroma. El CO2 inorgánico se transforma en C orgánico (glucosa), mediante el ciclo de Calvin. Para esta trasformación, se necesitan el NADPH y el ATP de la fase luminosa. La glucosa sintetizada es utilizada para: o Sintetizar TODAS las moléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas, aa). o Obtener energía mediante glucólisis y respiración celular en las mitocondrias. 26  3. METABOLISMO CELULAR 3. Actividades (pág. 59) 6) ¿En qué se diferencian los tipos de fermentación que se nombran en el texto? Escribe cómo son sus reacciones. 7) Si durante el proceso de fermentación no se produce ATP, ¿por qué es necesaria esta ruta para obtener energía en ausencia de oxígeno? 8) ¿Qué ventajas e inconvenientes presentan la respiración aerobia y la fermentación? Lee con atención las siguientes afirmaciones e indica si son ciertas o no: 27  3. METABOLISMO CELULAR 3. Actividades (pág. 59) 9) ¿Para qué se necesita el oxígeno en la respiración celular? Selecciona la opción correcta. 10) ¿De qué etapas consta la fotosíntesis? ¿Qué se obtiene en cada una de ellas? ¿Para qué se utiliza la glucosa que se obtiene en la fotosíntesis? 28  4. REPRODUCCIÓN CELULAR: EL CICLO CELULAR Los organismos unicelulares se reproducen mediante división celular, siguiendo el ciclo celular: el conjunto de procesos que tienen lugar desde que una célula se genera por división de otra célula hasta que ella misma se reproduce. Consta de: – Interfase: durante el cual la célula se prepara para dividirse. – División celular (mitosis/meiosis). En los pluricelulares, el objetivo de la: Mitosis es: crecimiento y regeneración de tejidos. Meiosis es: reproducción sexual. 29  4. REPRODUCCIÓN CELULAR: EL CICLO CELULAR 4.1. Cómo se dividen las células Todos empiezan con la interfase, en la que se duplican el material genético (REPLICACIÓN). PROCARIOTAS: Hay varios mecanismos de división celular, que se diferencian en el nº y tamaño de las células hija: – Bipartición = fisión binaria: 2 células, idénticas en tamaño. – Gemación: 2 células, de distinto tamaño (pequeña = yema). – Esporulación = división múltiple: múltiples células, idénticas en tamaño. EUCARIOTAS: Existen 2 procesos de división del núcleo, previos a la división celular: mitosis y meiosis. 30  4. REPRODUCCIÓN CELULAR: EL CICLO CELULAR 4.1. Cómo se dividen las células Todos empiezan con la interfase, en la que se duplican el material genético (REPLICACIÓN). PROCARIOTAS: Hay varios mecanismos de división celular, que se diferencian en el nº y tamaño de las células hija: – Bipartición = fisión binaria: 2 células, idénticas en tamaño. – Gemación: 2 células, de distinto tamaño (pequeña = yema). – Esporulación = división múltiple: múltiples células, idénticas en tamaño. EUCARIOTAS: Existen 2 procesos de división del núcleo, previos a la división celular: mitosis y meiosis. 31  4. REPRODUCCIÓN CELULAR: EL CICLO CELULAR 4.1. Cómo se dividen las células Etapas del ciclo celular en PROCARIOTAS 1) Interfase Crecimiento de estructuras celulares. Replicación del material genético: el cromosoma bacteriano se duplica, anclándose ambas copias a la membrana plasmática de la célula. Los 2 cromosomas se separan entre sí al crecer la membrana y la pared celular existente entre ellos. Durante esta fase también se replican los plásmidos. 2) División celular Se dividen por bipartición, creándose una nueva membrana y pared celular en la región central de la célula, que separa los cromosomas y citoplasmas de las 2 células hija (que son CLONES, idénticas). 32  4. REPRODUCCIÓN CELULAR: EL CICLO CELULAR 4.1. Cómo se dividen las células Etapas del ciclo celular en EUCARIOTAS 33  4. REPRODUCCIÓN CELULAR: EL CICLO CELULAR 4.2. Control del ciclo celular Los procesos del ciclo celular están sujetos a mecanismos de regulación. La pérdida de este control puede tener consecuencias muy negativas para ella y para el organismo completo. Los principales mecanismos de regulación del ciclo celular son: – Un mecanismo de regulación temporal, que secuencia los acontecimientos del ciclo, de manera que uno NO puede producirse sin que se haya producido el anterior. Esta secuencia es posible gracias a unas proteínas que se sintetizan y solo actúan en momentos concretos del ciclo. – Puntos de control, que evalúan el estado de la célula en cada una de las etapas, de manera que, si existe algún error o NO se ha completado un proceso correctamente, la célula detiene el ciclo (STOP), para corregir y solucionar el problema. Ej.: existen puntos de control que evalúan que el ADN se ha duplicado correctamente, lo que garantiza un reparto equitativo de cromosomas. 34 4. REPRODUCCIÓN CELULAR: EL CICLO CELULAR 35  4. REPRODUCCIÓN CELULAR: EL CICLO CELULAR 4. Actividades (pág. 61) 1) En la siguiente gráfica se representa la cantidad de ADN de células en crecimiento. Indica dónde se encuentran cada una de las etapas del ciclo celular en la gráfica. 2) ¿Qué te haría decir que la célula de un organismo está en la etapa S del ciclo celular al compararla con otra el mismo organismo? Indica cuáles de las siguientes afirmaciones serían ciertas. 36  5. REPRODUCCIÓN CELULAR: MITOSIS La mitosis es el proceso de división del núcleo de las células eucariotas, que asegura que las células hija tengan idéntica dotación cromosómica que la célula madre y, por tanto, la misma información genética. Es decir, se forman células clónicas (clones). 37  5. REPRODUCCIÓN CELULAR: MITOSIS 5.1. Etapas de la mitosis 1º Profase: − La cromatina se condensa, lo hace posible que se visualicen los cromosomas al microscopio óptico. − Los cromosomas están duplicados (contienen 2 mitades idénticas, denominadas cromátidas hermanas). Estas cromátidas tienen la misma información y permanecen unidas por el centrómero. − El nucléolo y la membrana nuclear desaparecen. − En las células animales, los centriolos (ya duplicados), se sitúan en polos opuestos de la célula, y empiezan a formar los microtúbulos del huso acromático = huso mitótico. − En células vegetales, que NO tienen centriolos, los filamentos del huso se forman a partir de unas regiones denominadas centros organizadores de microtúbulos. 2º Metafase − Los cromosomas duplicados presentan su máximo grado de compactación y se disponen en el plano ecuatorial de la célula formando la placa ecuatorial. 3º Anafase − Se produce un acortamiento de los filamentos del huso y los cromosomas se rompen por el centrómero en sus 2 cromátidas hermanas, que comenzarán a separarse dirigiéndose cada una hacia un polo de la célula. Estas cromátidas, ya individuales, se denominan cromosomas anafásicos, que son cromosomas simples. 38  5. REPRODUCCIÓN CELULAR: MITOSIS 4º Telofase − Cada grupo de cromosomas alcanza 1 polo de la célula, y alrededor de ellos se forma una nueva membrana nuclear, a partir de membranas del retículo endoplasmático (R.E.) − Las fibras del huso desaparecen y los cromosomas comienzan a descondensarse, dando lugar a la cromatina. El nucléolo se hace visible. 5º Citocinesis − Es la división del citoplasma para originar 2 células independientes. − Los orgánulos citoplasmáticos se reparten al azar, aunque cada célula hija debe recibir, al menos, 1 mitocondria, algunas vesículas del A. de Golgi y del R.E.; en el caso de las células vegetales, además, algún cloroplasto. La citocinesis ocurre de manera diferente según se trate de células animales o vegetales. − Animales: la membrana plasmática se invagina produciendo un anillo contráctil de actina y miosina que genera un surco anular que estrangula la célula por la mitad en 2 células hija. − Vegetales: a partir de vesículas del A. de Golgi, se forma un tabique de separación llamado fragmoplasto, que divide la célula en 2 células hija. 39  5. REPRODUCCIÓN CELULAR: MITOSIS 5.2. Significado biológico de la mitosis El significado biológico de la mitosis es diferente según se trate de organismos unicelulares o pluricelulares. En ambos casos el proceso es igual pero: – Para los unicelulares: su función es la reproducción asexual, que permite aumentar el nº de individuos de una especie. – Para los pluricelulares: su función es la creación de nuevas células para crecimiento o regeneración de tejidos. Todas las células somáticas (cualquier célula del organismo exceptuando las células sexuales) se dividirán mediante mitosis; únicamente las células sexuales (productoras de gametos) necesitarán realizar la meiosis. 40  5. REPRODUCCIÓN CELULAR: MITOSIS 5. Actividades (pág. 63) Las siguientes afirmaciones hacen referencia al proceso de la mitosis. Selecciona las correctas: 41  6. REPRODUCCIÓN CELULAR: MEIOSIS La meiosis = división reduccional es el proceso de división que llevan a cabo las células germinales = células sexuales. Estas células, al igual que las células somáticas, son diploides (2n); es decir, tienen 2 juegos completos de cromosomas (1 procedente del padre y 1 de la madre). Cuando se dividen por meiosis, se obtienen células hija = gametos haploides (n), que tienen la mitad de cromosomas que la célula madre, y una combinación diferente de genes paternos y maternos (debido a la recombinación o entrecruzamiento genético). Por ello, en la reproducción sexual, cuando los gametos se fusionan para dar lugar al cigoto, cada uno aporta 1 juego completo de cromosomas, de manera que en el cigoto se restituye el nº de cromosomas característico de la especie. Por tanto, la meiosis es el proceso de división de las células germinales que asegura que las células hijas tengan: – La mitad de la dotación cromosómica que la célula madre. – Y una combinación diferente de material genético. 42  6. REPRODUCCIÓN CELULAR: MEIOSIS 6.1. Las fases de la meiosis Consta de 2 divisiones celulares consecutivas SIN que entre ellas se produzca una Interfase (es decir, entre ellas NO hay duplicación del material genético). De esta manera, se consigue reducir a la mitad el nº de cromosomas iniciales. – 1ª división meiótica: supone la separación de las parejas de cromosomas homólogos en 2 células diferentes, que pasarán a ser haploides (n). Se divide en profase I, metafase I, anafase I y telofase I. – 2ª división meiótica: semejante a una mitosis, supone la separación de las dos cromátidas de cada cromosoma. Se divide en profase II, metafase II, anafase II y telofase II. El período más largo del proceso de meiosis es la profase I. Durante esta fase, se produce la recombinación genética, proceso en el que tiene lugar un intercambio de material genético entre cromátidas NO hermanas de cromosomas homólogos. De esta forma, aparecerán en los gametos nuevas combinaciones de genes paternos y maternos, que aumentan de forma extraordinaria la variabilidad genética de las especies de reproducción sexual. Además, durante la Anafase I, viajarán a cada polo al azar los cromosomas paternos y maternos de cada par de homólogos (NO necesariamente todos los maternos a un polo y todos los paternos al otro), lo que contribuye a aumentar aún más la variabilidad genética entre las células hijas. 43  6. REPRODUCCIÓN CELULAR: MEIOSIS AMPLIACIÓN: ¿Por qué la meiosis es fuente de variabilidad genética? La segregación al azar de los cromosomas paternos y maternos durante ambas Anafases (I y II) contribuye a la diversidad genética de los gametos. Dado que los humanos tenemos 23 pares de cromosomas homólogos (46 cromosomas en total) en las células madre de los gametos, las combinaciones de segregaciones posibles es de 223 = 8.388.608 posibilidades (2 porque somos diploides, 2n, y 23 porque tenemos 23 cromosomas distintos). A todas estas posibles combinaciones hay que sumar las incontables posibilidades de segregación de genes mediante la recombinación genética en el Paquiteno. Por ello se dice que la meiosis, junto con las mutaciones, son las principales fuentes de VARIABILIDAD GENÉTICA de las especies. 44 6. REPRODUCCIÓN CELULAR: MEIOSIS 45 46  6. REPRODUCCIÓN CELULAR: MEIOSIS 6.2. Significado biológico de la meiosis La meiosis es necesaria para reducir a la mitad la dotación cromosómica de los gametos para que, tras la fecundación, se forme un cigoto diploide (2n), a partir del cual se formará 1 nuevo individuo por sucesivas mitosis. Sin la meiosis, después de cada fecundación, el nº de cromosomas se duplicaría. Además, la recombinación genética proporciona una gran variabilidad genética en la descendencia, lo que supone un beneficio evolutivo para la especie, ya que pueden mejorar su adaptación al medio, y, por tanto, aumentar así su capacidad de reproducción y supervivencia frente a futuros cambios en el medio (que siempre ocurrirán). 47  6. REPRODUCCIÓN CELULAR: MEIOSIS 6. Actividades (pág. 64) 1) ¿Por qué es tan larga la profase I de la meiosis? Completa con los términos correctos el siguiente texto sobre la profase I: 48  7. CICLOS BIOLÓGICOS El ciclo de vida = ciclo vital de un S.V. es el conjunto de etapas por las que pasa a lo largo de su vida. En los organismos pluricelulares de reproducción sexual, tiene 3 fases: – Fase de cigoto: en ella, el organismo que está formado por 1 única célula diploide (2n), originada en la fecundación por la unión de los gametos (n), generará el nuevo organismo. – Fase de desarrollo y crecimiento: esta fase transcurre desde la 1ª división del cigoto hasta el estado adulto. En ella se originan todas las estructuras del nuevo S.V. – Fase adulta = de madurez: en ella, el nuevo S.V. tiene TODAS sus características específicas y alcanza la capacidad reproductora. 49  7. CICLOS BIOLÓGICOS Tipos de ciclos vitales Durante el ciclo vital de un organismo de reproducción sexual se debe producir la MEIOSIS, que permitirá la reducción cromosómica necesaria para generar gametos haploides (óvulos y espermatozoides, n) capaces de iniciar de nuevo el ciclo biológico. Según el MOMENTO del ciclo de vida en el que se produzca la meiosis, se distinguen 3 tipos de ciclos vitales: 1) Ciclo haplonte: durante la mayor parte del ciclo, los organismos tienen una dotación cromosómica haploide (n), debido a que la meiosis ocurre después de la formación del cigoto (2n), denominada meiosis cigótica. Es característico de organismos sencillos (ej.: algas y algunos hongos). 2) Ciclo diplonte: los organismos presentan una dotación cromosómica diploide (2n) durante la mayor parte de su ciclo vital. Por tanto, la meiosis se produce en la línea germinal del individuo adulto, para generar gametos haploides (n) (meiosis gamética). Es característico de la mayoría de los animales (ej.: humanos). 3) Ciclo diplohaplonte = haplodiplonte: presenta una alternancia de generaciones de organismos diploides (2n) y haploides (n). Solo los organismos diploides, denominados esporofitos, experimentan la meiosis y producen esporas haploides (n), mientras que los organismos haploides, denominados gametofitos, forman gametos por mitosis. 50  7. CICLOS BIOLÓGICOS 7. Actividades (pág. 67) 1) Selecciona las siguientes afirmaciones, y relaciónalas con la fase correspondiente dentro de la división meiótica: 51  7. CICLOS BIOLÓGICOS 7. Actividades (pág. 67) 2) Los individuos adultos que presentan distintos ciclos vitales se diferencian en… ¿qué? Une cada una de las opciones con su ciclo correspondiente: 52  CURIOSIDAD Si te interesa saber algo más del desarrollo embrionario, y no puedes esperar al tema 6, te dejo una infografía resumen de qué sucede durante el desarrollo de un embrión humano. 53