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BIOLOGÍA CELULAR 9

Todos los seres vivos, del más simple al más complejo, están formados por unas estructuras muy pequeñas (microscópicas) que reciben el nombre de cé lula s. A lgu nos pued en poseer tan sólo una célula (unicelulares), es el caso de las bacterias y los protozoarios, mientras que otros como el hombre, animales, plantas y hongos se hallan formados por varias células (multicelulares). Cada célula es capaz de llevar a cabo todos los procesos relacionados con la vida, si alguna de ellas se ve afectada por algún factor externo como sustancias contaminantes, virus, bacterias, radiación, etc., ent once s el org anis mo enfermaría. La célula es la unidad básica de la vida. La ciencia que la estudia se llama C it ología o B iología Celular.

I. ¿QUÉ ES LA BIOLOGÍA CELULAR?

Es la rama de la biología que se ocupa del estudio de la célula. También se le denomina Citología.

II. ¿QUÉ ES LA CÉLULA?

• Es la mínima porción de materia viva capaz de llevar a cabo todos los procesos vitales.• Es la unidad anatómica, funcional y genética de todo ser vivo.• Es la unidad básica de la vida (unidad biológica).

III. TIPOS DE ORGANISMOS SEGÚN LA CANTIDAD DE CÉLULAS QUE POSEEN

1. Organismos unicelulares

Son aquellos cuyo cuerpo consta de una sola célula, por ejemplo: bacterias, protozoarios, algunos hongos como las levaduras y ciertas algas como las diatomeas.

2. Organismos multicelulares (pluricelulares)

Son aquellos que constan de varias células, las cuales se organizan y forman tejidos, órganos y sistemas, por ejemplo: animales, plantas, algunos hongos como los champiñones y ciertas algas como el yuyo.

IV. HISTORIA SOBRE EL DESCUBRIMIENTO DE LA CÉLULA

El invento que hizo posible el descubrimiento de la célula y su posterior estudio fue sin lugar a dudas el microscopio, dicho instrumento permite obtener imágenes aumentadas de objetos diminutos o detalles muy pequeños de los mismos. El primer microscopio data de 1590 y fue construido por el holandés Zacarías Janssen.

Organización Educativa TRILCE 73

B i o l o g í a c e l u l a r

74 Tercer Año de Secundaria

En 1665, Robert Hooke, observa con un microscopio una lámina de corcho y descubre en ella unos compartimentos bastante diminutos a los que denominó«celdillas o células». Hooke, utiliza la palabra célula (que en latín significa«pequeña cantidad») para referirse a los minúsculos compartimentos que constituyen a un organismo. El descubrimiento de Hooke fue importante para el perfeccionamiento de la microscopía (técnica de investigación que hace uso del microscopio) y para el nacimiento de la citología (ciencia que estudia la célula). Hooke es reconocido como el padre de la citología.

Entre 1668 y 1674, Van Leeuwenhoek (fabricante holandés de microscopios), observa y describe capilares sanguíneos, glóbulos rojos, protozoarios, bacterias y espermatozoides. Leeuwenhoek es reconocido como el padre de la microbiología.

En 1831, Robert Brow descubre el núcleo de la célula.

En 1838 y 1839, Matthias Schleiden y Theodor Schwann llegan a la siguiente conclusión: «Todos los seres vivos, animales y plantas, están formados por células», a este nuevo conocimiento se le dio el nombre de Teoría celular.

V. TEORÍA CELULAR

Fue postulada por: Matthias Schleiden (botánico – 1838) y Theodor Schwann(zoólogo – 1839). Ambos sostuvieron lo siguiente:

• Todos los seres vivos están formados por células.• La célula es la unidad anatómica y funcional de todo ser vivo.

En la actualidad, la Teoría Celular se resume en la siguiente expresión: «La célula es la unidad anatómica, funcional y genética de todo ser vivo, y sólo se originan nuevas células a partir de otras ya existentes. Además, una célula puede ser suficiente para constituir un organismo».

VI. CLASIFICACIÓN DE LAS CÉLULAS

A continuación presentamos cuatro criterios para clasificar a las células:tamaño, forma, nutrición y evolución.

1. SEGÚN SU TAMAÑO

La unidad de medida de longitud utilizada para medir el tamaño de las células es la micra (micrómetro), que equivale a 10-6 metros. De acuerdo al tamaño que poseen, las células pueden ser: microscópicas y macroscópicas.

A. Microscópicas.- son células muy pequeñas, miden menos de 100 micras, pueden ser observadas sólo con ayudadel microscopio. A este tipo pertenecen la mayoría de células.

ELEMENTOS DE BIOLOGÍA

75Organización Educativa TRILCE

Ejemplos:

- Célula humana = 10 micras.- Mayoría de bacterias = 1

micra.- Micoplasmas (bacterias que infectan las vías respiratorias) = 0,2 micras.

B. Macroscópicas.- son células grandes, miden más de 100 micras, pueden ser observadas a simple vista, son escasas. Ejemplos: óvulo de aves (yema de huevo), fibras musculares, fibras vegetales.

2. SEGÚN SU FORMA



Según la forma que poseen, las células pueden ser:

A. Planas.- ejemplo: células de la epidermis (capa externa de la piel).B. Cúbicas.- ejemplo: células que recubren el ovario.C. Cilíndricas.- ejemplo: células de la mucosa intestinal.D. Isodiamétricas.- son casi esféricas, ejemplo: algunas

células vegetales, células animales.E. Poliédricas.- ejemplos: mayoría de células vegetales.F. Bicóncavas.- ejemplo: glóbulos rojos.G. Estrelladas y alargadas.- ejemplo: neurona.H. Alargadas.- ejemplo: células musculares.I. Esféricas.- ejemplo: glóbulos rojos.J. Amorfas o irregulares.- ejemplo: macrófagos, amebas.

3. SEGÚN SU NUTRICIÓNEste criterio permite conocer de qué manera la célula obtiene alimento y energía para vivir. Se tienen tres tipos:

A. Autótrofas: son células que fabrican su propio alimento ya sea por Fotosíntesis (algas, plantas, cianobacterias y algunas bacterias) o por Quimiosíntesis (muchas bacterias).

B. Heterótrofas: no pueden fabrican su propio alimento, razón por la cual recurren a fuentes exógenas de sustancias orgánicas (alimentos) para obtener energía para vivir. Ejm: bacterias desintegradoras, protozoarios, hongos y animales.

C. Mixótrofas: tienen doble comportamiento nutricional, pueden ser autótrofas o heterótrofas, según las condiciones de su medio. Ejm: Euglena viridis (¿alga o protozoario?).


B i o l o g í a c e l u l a r4. SEGÚN SU EVOLUCIÓN

Este criterio permite conocer el grado de evolución y desarrollo alcanzado por la célula a lo largo del tiempo. Así podemos citar dos tipos de células:

A. Célula procariota: son las células más primitivas que existen, tienen una antigüedad de 3500 millones de años aproximadamente, su estructura es bastante simple, carecen de núcleo. Este tipo de célula está presente en arqueobacterias, bacterias y cianobacterias.

B. Célula eucariota: son las células más evolucionadas que existen, tienen una antigüedad de 1000 millones de años aproximadamente, su estructura es muy compleja, sí presentan núcleo. Este tipo de célula está presente en animales, plantas, algas, hongos y protozoarios.

VII. ESTUDIO DE LA CÉLULA PROCARIOTA

1. CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA CÉLULA PROCARIOTA

• Son las células más simples y pequeñas que existen. Se localizan en arqueobacterias, bacterias y cianobacterias

.• Su origen data de 3500 millones de años, son las más antiguas, pero las menos evolucionadas.

• No tienen membrana nuclear, razón por la cual carecen de núcleo.

• Su ADN es de forma circular y se halla disperso en el citoplasma.

• Ciertas bacterias poseen porciones extra de ADN llamadas plásmidos.

• Poseen una pared celular muy resistente, compuesta de una sustancia llamada peptidoglicano (en bacterias) y celulosa (en cianobacterias).

• No poseen citoesqueleto (esqueleto celular), ni organelas membranosas como mitocondrias y cloroplastos, tampoco tienen endomembranas como el aparato de Golgi.

• Poseen abundantes ribosomas para la síntesis de proteínas.



• Poseen membrana celular compuesta de lípidos y proteínas, sin colesterol, dicha membrana posee regiones a modo de pliegues llamados mesosomas.


B i o l o g í a c e l u l a r2. ESTRUCTURA BÁSICA DE UNA CÉLULA PROCARIOTA BACTERIANA

De afuera hacia adentro, las partes de una célula bacteriana son:

A. Cápsula.- es una protección adicional de ciertas bacterias, sobretodo de aquellas que causan enfermedades.

Esta compuesta de sustancias complejas llamadas mucopolisacáridos, los cuales le dan un aspecto viscoso o mucoso.

B. Pared celular.- es la protección principal de toda bacteria, es muy resistente. Esta compuesta de peptidoglicano.

C. Membrana celular.- es una lámina muy delgada que envuelve al citoplasma, está compuesta por lípidos y proteínas. Su función es permitir el paso de sustancias de afuera hacia a dentro y viceversa.

D. Mesosoma.- región de la membrana donde se lleva a cabo la respiración celular, además interviene en la reproducción celular. En cianobacterias sirve también para la fotosíntesis.

E. Citoplasma.- es la porción coloidal, compuesta principalmente por agua, en él suceden todos los procesos vitales de la célula. Aquí se hallan el ADN, los ribosomas y otras sustancias.

F. ADN circular.- es el material genético. Contiene las instrucciones para el normal funcionamiento de la célula. Se halla disperso en el citoplasma.

G. Ribosomas.- son cuerpos muy pequeños y abundantes. Se encargan de la fabricación de proteínas.

H. Pilis o fimbrias.- son estructuras filamentosas que permiten la adherencia a objetos, también sirven para la reproducción sexual (conjugación), en la que permiten el intercambio de ADN entre dos bacterias.

I. Plásmido.- porción de ADN extracromosómico (no es parte del cromosoma) que brinda protección a la bacteria contra antibióticos. Se transfieren por medio de la conjugación.

J. Flagelos.- estructuras filamentosas que sirven para la locomoción (desplazamiento).



VIII. MAPA CONCEPTUAL

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ESTUDIO DE LA CÉLULAEUCARIOTA 10

El ser humano es un organismo multicelular, su cuerpo está formado por 75 mil millones de células aproximadamente. El tipo de célula que posee se denomina EUCARIOTA y se caracteriza principalmente por la presencia de un núcleo central donde se localiza el ADN. Las células eucariotas poseen una estructura muy compleja, su citoplasma contiene unos cuerpos llamados organelas, las cuales cumplen funciones muy importantes para la vida de todo el organismo. Existen otros organismos que también poseen este tipo de célula, por ejemplo: plantas, algas, hongos y protozoarios.

I. CONCEPTO DE CÉLULA EUCARIOTA

Se denomina así a toda célula que posee núcleo.

II. CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA CÉLULA EUCARIOTA

• Son las células más complejas que existen. Se localizan en hongos, protozoarios, algas, plantas y animales.

• Su origen data de 1000 millones de años, son las más modernas y también las más evolucionadas.

• Sí poseen núcleo.

• Su ADN es de forma fibrilar y se localiza dentro del núcleo.

• Poseen citoesqueleto, organelas y endomembranas.

• Poseen ribosomas grandes, donde se lleva a cabo la síntesis de proteínas.

• Poseen cubierta celular, la que recibe el nombre de glucocálix (en animales y protozoarios) y pared celular (en plantas y hongos).

• Poseen membrana celular compuesta de fosofolípidos y proteínas, con colesterol sólo en animales.

• Hay dos tipos de célula eucariota: animal y vegetal.


E s t u d i o d e la c é l u l a e u c a r i o t a




III. ESTRUCTURA BÁSICA DE UNA CÉLULA EUCARIOTA

Toda célula eucariota posee cuatro partes fundamentales: cubierta celular, membrana celular, citoplasma y núcleo.

1. CUBIERTA CELULAREs una envoltura externa que brinda protección a la célula. Puede ser de dos tipos:

A. Glucocálix.- es la envoltura que rodea a la célula animal y a los protozoarios. Está compuesto de glucolípidos (glúcidos + fosfolípidos) y glucoproteínas (glúcidos + proteínas). El glucocálix permite la unión e identificación entre células de un mismo tejido, asimismo brinda protección mecánica y química a la célula.

B. Pared celular.- es la envoltura que rodea a la célula vegetal. En la plantas está compuesta de celulosa y en los hongos de quitina. Brinda protección mecánica y da soporte a la célula.

2. MEMBRANA CELULAREs una lámina muy delgada que rodea al citoplasma. Está compuesta principalmente de fosfolípidos y proteínas, en animales además contiene colesterol. Su estructura, fisiología y propiedades pueden ser explicados gracias al "Modelo de Mosaico Fluido" (modelo de membrana propuesto por los científicos Singer y Nicholson, en 1972). Su función principal es permitir el transporte de sustancias del medio extracelular al intracelular, y viceversa, para ello la membrana cuenta con una propiedad llamada "permeabilidad selectiva" que le permite dejar entrar o dejar salir sólo aquello que sea conveniente para la célula; además la membrana es elástica, porosa y fluida. Las partículas que entran o salen de la célula a través de la membrana lo hacen por medio de dos procesos: transporte pasivo y transporte activo.

A. Fisiología de la membrana celular

Se refiere a la manera como se realiza el transporte de sustancias del medio extracelular al intracelular, dicho transporte puede ser de dos tipos: pasivo y activo.

1. Transporte pasivo.- También llamado Difusión. Se realiza desde un medio de alta concentración a otro de baja concentración, sin gasto de energía. Hay dos tipos:

• Difusión simple: cuando las partículas cruzan la membrana por su doble capa de fosfolípidos, ejemplos: difusión de oxígeno y CO2, difusión de vitaminas liposolubles (A, D, E y K), difusión de alcohol etílico y difusión de agua (ósmosis).

• Difusión facilitada: cuando las partículas cruzan la membrana ayudándose de proteínas transportadoras, ejemplos: difusión de glucosa y aminoácidos.

2. Transporte activo.- Es el transporte de sustancias desde un medio de baja concentración a otro de alta concentración, con gasto de energía. Hay dos tipos:

• Transporte por medio de bombas: cuando las partículas cruzan la membrana ayudados por una proteína que los impulsa, ya sea hacia adentro o hacia fuera. Ejemplo: bomba de sodio y potasio (impulsa 3 átomos de sodio hacia fuera y 2 átomos de potasio hacia dentro), dicha bomba regula la cantidad de estos minerales en la célula.

• Transporte en masa: permite el paso de partículas demasiado grandes a través de la membrana celular, para ello la membrana deberá formar vesículas que rodeen a las partículas que la van a cruzar. Ejemplos:

- Endocitosis (ingreso de materiales).- Ejemplos: fagocitosis (ingreso de material sólido, lo realizan los glóbulos blancos, amebas y organismos que poseen células fagocíticas como las esponjas) y pinocitosis (ingreso de líquidos, lo realizan las células del intestino a la hora de absorber los productos de la digestión).



- Exocitosis (egreso o salida de materiales).- Ejemplos: egestión (eliminación de desechos celulares) y secreción (liberación de sustancias útiles como hormonas y enzimas).



B. Modelo de Mosaico fluidoEs la representación gráfica de la estructura de la membrana celular, fue ideado en 1972 por los científicos Singer y Nicholson. En este modelo se puede apreciar que la membrana está formada por dos capas de fosfolípidos y por proteínas integrales (incrustadas) y periféricas (superficiales), también se observa la presencia de colesterol y glucocálix en la célula animal.

3. CITOPLASMAEs la región comprendida entre la membrana celular y la membrana nuclear. Está compuesto por los siguientes elementos: citosol, citoesqueleto, endomembranas, organelas e inclusiones.

A. Citosol.- Llamado también matriz citoplasmática. Es la porción coloidal del citoplasma, está compuesto de agua, sales minerales, azúcares, proteínas, etc. En él se llevan a cabo procesos metabólicos muy importantes como la glucólisis (descomposición de la glucosa para la obtención de energía) y la síntesis de proteínas (formación de proteínas). El citosol es la fase acuosa en la que se encuentran suspendidos todos los demás componentes del citoplasma.

B. Citoesqueleto.- Es el armazón celular. Está formado por una red de filamentos proteicos (microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios), los cuales determinan la estructura, la forma y el movimiento de la célula, además confieren soporte a organelas y endomembranas.

C. Endomembranas.- También reciben el nombre de "sistema endomembranoso". Se trata de un conjunto de estructuras membranosas que ocupan gran parte del citoplasma. Pueden ser de dos tipos: retículo endoplasmático y el aparato de Golgi.

• Retículo endoplasmático.- formado por una red de tubos y sacos aplanados que se originan en la membrana celular y terminan en la membrana nuclear. Se encarga de fabricar sustancias y transportarlas por el interior de la célula. Hay dos tipos:

- El retículo endoplasmático rugoso (con ribosomas).- se encarga de producir y



transportar proteínas.

- El retículo endoplasmático liso (sin ribosomas).- se encarga de producir y transportar lípidos.



• Aparato de Golgi.- formado por sacos membranosos llamados Dictiosomas y por vesículas excretorias. Su función es la Secreción Celular, que consiste en formar sustancias útiles (ejm: hormonas, enzimas, anticuerpos) y luego liberarlas de la célula. Las sustancias liberadas por el aparato de Golgi han sido previamente formadas en el retículo endoplasmático. El aparato de Golgi también participa en la formación de lisosomas y pared celular vegetal.

D. Organelas.- Son estructuras que desempeñan importantes funciones. Pueden ser de dos tipos:

• Organelas membranosas.- Son aquellas que están rodeadas por una o dos membranas, entre ellas tenemos:

- Mitocondria.- rodeada por dos membranas. Posee ADN circular. En ella se lleva a cabo la respiración celular (obtención de energía para la célula).

- Plastidio.- rodeado por dos membranas. Sólo se encuentra en plantas y algas. Hay dos tipos: los cromoplastos (con pigmentos) y los leucoplastos (almacenan alimento, no tienen pigmentos). Entre los cromoplastos los más importantes son los Cloroplastos, que contiene ADN circular, así como un pigmento verde llamado clorofila, el cual les permite atrapar luz solar para realizar la fotosíntesis (producción de alimento por las plantas); y entre los leucoplastos tenemos: amiloplastos (almacena almidón), aleuroplastos (almacena proteínas) y oleoplastos (almacena aceite).

- Lisosoma.- rodeado por una membrana. Se encarga de la digestión intracelular.

- Glioxisoma.- rodeado por una membrana. Sólo se encuentra en las plantas. Se encarga de transformar los lípidos en glúcidos, para dar energía al embrión de las semillas.

- Peroxisoma.- rodeado por una membrana. Se encarga de descomponer los peróxidos (sustancias altamente oxidantes y destructivas).

- Vacuola.- rodeado por una membrana. Se encuentra principalmente en plantas, donde almacena agua y desechos.

• Organelas no membranosas (organoides).- Son aquellas que no poseen membranas envolventes, entre ellas tenemos:

- Ribosomas.- se encargan de la síntesis de proteínas.- Centríolos.- participan en la reproducción celular, se encargan de formar una

estructura filamentosa llamada "huso acromático".- Cilios y flagelos.- son cuerpos filamentosos que intervienen en la locomoción

(desplazamiento) y en la captura de alimentos.

E. Inclusiones citoplasmáticas.- son cuerpos que se forman al acumularse los sobrantes del metabolismo celular, no cumplen función alguna en la célula. Ejemplos: gránulos de almidón (plantas), gránulos de glucógenos (animales), gotas de aceite (plantas), gotas de grasa (animales) y acumulación de sales como rafidios, maclas y druzas, en plantas.

4. NÚCLEOEs la parte más importante de la célula eucariota, su función es regular todos los procesos vitales de la célula, en su interior se localiza el material genético (ADN). El núcleo consta de cuatro partes: carioteca, carioplasma, cromatina y nucleolo.

A. Carioteca.- es la membrana que rodea al núcleo, posee "poros" por donde se comunica con el citoplasma.

B. Carioplasma.- llamado también jugo nuclear o cariolinfa, está compuesto por agua, glúcidos, proteínas, ácidos nucleicos, etc. En este lugar se llevan a cabo los procesos de Replicación y Transcripción del ADN.

Tercer Año de Secundaria

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C. Cromatina.- es el material genético, donde se almacenan las características de un individuo. Se localiza en el carioplasma. Está compuesto por ADN y proteínas histonas. Durante la reproducción celular se empaqueta o condensa y da origen a los cromosomas.



D. Nucleolo.- es un cuerpo ovoide compuesto por ARN y proteínas, se encuentra suspendido en el carioplasma.

Su función consiste en formar los ribosomas.



IV. MAPA CONCEPTUAL

Nucleolo.



METABOLISMOCELULAR 11

CRECIMIENTO Y DESARROLLO

Los seres vivos somos capaces de llevar a cabo dos procesos fundamentales: la REPRODUCCIÓN y el METABOLISMO. El primero nos permite conservar la especie y el segundo nos permite conservar la vida.

El mantenimiento de la vida depende de un conjunto de procesos relacionados con la asimilación, transformación y aprovechamiento de la materia y la energía, si esto ocurre adecuadamente el crecimiento y desarrollo estarán garantizados.

El METABOLISMO es la capacidad que tienen los seres vivos para autoconservarse, gracias al intercambio constante de materia y energía con el medio ambiente.

I. CONCEPTO DE METABOLISMO CELULAR

Es el conjunto de todas las reacciones químicas que ocurren en la célula con la finalidad de asimilar, transformar y aprovechar la energía en la conservación de su existencia. El metabolismo es importante para que el organismo pueda crecer, desarrollar y autoconservarse (mantenerse). El metabolismo implica un intercambio constante de materia y energía con el entorno (ambiente), además implica ganancia (almacenamiento) o pérdida (liberación) de energía.

1. Tipos de metabolismo

Los procesos metabólicos pueden ser agrupados bajo dos denominaciones: anabolismo y catabolismo.

A. Anabolismo (metabolismo constructivo o de síntesis).- Incluye todos aquellos procesos en los que se sintetizan moléculas complejas a partir de moléculas simples, con utilización y almacenamiento de energía (reacción endergónica). El anabolismo es un proceso constructivo, ya que promueve la formación de moléculas, células y tejidos, por lo tanto promueve el crecimiento y renovación del organismo. Son ejemplos de anabolismo:

- Fotosíntesis (formación de glucosa a partir de CO2, H2O y energía solar).- Síntesis proteica (formación proteínas a partir de aminoácidos y energía).- Glucogénesis (formación de glucógeno a partir de glucosas y energía)- Síntesis de lípidos (formación de lípidos a partir de ácidos grasos y energía)- Replicación (síntesis de ADN a partir de nucleótidos y energía).- Transcripción (síntesis de ARN a partir de nucleótidos y energía).

B. Catabolismo (metabolismo destructivo o degradativo).- Incluye todos aquellos procesos en los que se degradan, descomponen u oxidan moléculas complejas originando moléculas simples y liberando gran cantidad de energía (reacción exergónica). El catabolismo es un proceso destructivo útil porque ayuda a obtener energía para otras actividades celulares, así mismo contribuye con el reciclamiento de la materia en nuestro cuerpo. Son ejemplo de catabolismo:

- Respiración celular (degradación de moléculas orgánicas con el objetivo de obtener energía libre).- Glucólisis (descomposición de la glucosa, con liberación de energía).- Glucogenólisis (descomposición del glucógeno en glucosas y energía).- Digestión intracelular (descomposición de materiales en los lisosomas y obtención de

energía).- Lipólisis (descomposición de lípidos en ácidos grasos y energía).


M e t a b o l i s m oc e l u

2. Adenosín trifosfato (ATP)Habíamos dicho que el metabolismo implica ganancia (almacenamiento) o pérdida (liberación) de energía. La molécula responsable de almacenar energía y liberarla cada vez que la célula así lo requiere se denomina Adenosín trifosfato (ATP), dicha molécula es considerada la «moneda energética universal» o «energía biológicamente útil» ya que representa la fuente inmediata de energía para el trabajo celular. El ATP es el nexo entre el anabolismo y el catabolismo. Su estructura molecular comprende lo siguiente: una adenina, una ribosa y tres fosfatos.


II. FOTOSÍNTESIS

1. CONCEPTOEs un proceso anabólico por el cual las plantas sintetizan compuestos orgánicos como la glucosa a partir de CO2, H2O y energía luminosa solar. Durante la fotosíntesis, la energía luminosa se transforma en energía química.

2. ECUACIÓN QUÍMICA DE LA FOTOSÍNTESIS

6CO2 + 12H2O

Energía luminosa (luz)

Clorofila

C6H12O6 + 6O2

+ 6H2O

3. IMPORTANCIA DE LA FOTOSÍNTESIS- Promueve la fabricación de alimentos como: glucosa, fructosa, sacarosa, almidón, aceites y

proteínas, los cuales son fundamentales en la dieta humana y animal.

- Promueve el reciclamiento de CO2 de la atmósfera (purificación del aire), utilizándolo como materia prima para fabricar compuestos orgánicos como la glucosa.

- Libera oxígeno al medio ambiente, lo cual genera un clima propicio para el mantenimiento de la vida.

- La fotosíntesis otorga significado ecológico a las plantas y algas, por tal razón dichos organismos representan la base de la cadena alimenticia en cualquier ecosistema.

4. REGIONES DE LA PLANTA DONDE SE DESARROLLA LA FOTOSÍNTESIS

Órgano vegetal.- Hojas y tallos verdes.

Tejido vegetal.- Parénquima clorofiliano, situado dentro de hojas y tallos verdes.

Organela vegetal.- Cloroplastos. Contienen membranas llamadas tilacoides (ricas en clorofila), además tienen una región coloidal, sin clorofila, llamada estroma.

5. SUSTANCIAS QUE PARTICIPAN EN LA FOTOSÍNTESIS

Dióxido de carbono (CO2).- gas atmosférico que aporta átomos de carbono para la síntesis de glucosa.

Agua (H2O).- aporta electrones y libera oxígeno al ambiente.

Fotopigmentos.- son pigmentos vegetales sensibles a la luz, el más importante es la clorofila (verde), los otros son el caroteno (anaranjado) y la xantófila (amarillo).



Energía lumínica.- es la energía proveniente del sol. Impacta sobre la clorofila y el agua, haciendo que se genere un flujo de electrones que dan inicio a la fotosíntesis.

Enzimas.- son proteínas vegetales que se encargan de acelerar las reacciones fotosintéticas.

6. PRODUCTOS QUE SE OBTIENEN POR FOTOSÍNTESISPrincipalmente se obtienen: glucosa, oxígeno y agua.

7. FASES DE LA FOTOSÍNTESIS

A. Fase fotoquímica o Luminosa (Reacción de Hill): Se realiza en los tilacoides. Requiere de luz y de fotopigmentos. Se desarrolla en cuatro etapas:

• Foto-excitación de la clorofila: es el impacto de la luz sobre la molécula de clorofila, lo cual permite que dicha molécula libere electrones, éstos portan energía que luego será utilizada en la formación de ATP y otros compuestos.

• Fotólisis del agua: es la rotura de la molécula de agua por acción de la luz. Cada molécula de agua se descompone en: 2 electrones, 2 protones y media molécula de oxígeno (1/2 O2). Los electrones aportan energía para la síntesis de ATP y NADPH2. El oxígeno es liberado al medio ambiente.

• Foto-fosforilación o síntesis de ATP: es el proceso por el cual la energía de los electrones es transferida a las moléculas de ATP.

• Foto-reducción: es el proceso por el cual se produce NADPH2 a partir de NADP+, con el propósito de transportar electrones hacia la fase oscura.

NOTA:- NADP+.- fosfato de dinucleótido de nicotinamida y adenina.- NADPH2.- fosfato de dinucleótido de nicotinamida y adenina reducido.- El ATP y el NADPH2 se usan en la fase oscura.

Organización Educativa TRILCE 101102 Tercer Año de Secundaria


B. Fase oscura o biosintética (ciclo de Calvin-Benson): Se realiza en el estroma del cloroplasto. No usa luz ni fotopigmentos. Se desarrolla en cuatro etapas:

• Carboxilación: es el proceso por el cual el CO2 es incorporado (fijado) en el cloroplasto gracias a la intervención de la sustancia llamada ribulosa bifosfato. Luego de ingresar el CO2 aparece un compuesto llamado fosfoglicerato.

• Reducción del fosfoglicerato: es el proceso por el cual el fosfoglicerato se transforma en fosfogliceroaldehído, gracias a la intervención del NADPH2 y el ATP.

• Síntesis de glucosa: es el proceso por el cual se forman moléculas de glucosa a partir de las moléculas de fosfogliceroaldehídos.

• Regeneración de la ribulosa: es el proceso por el cual se vuelve a formar ribulosa bifosfato a partir de fosfogliceroaldehídos, con utilización de energía proveniente del ATP.

III. RESPIRACIÓN CELULAR

1. CONCEPTOEs un proceso catabólico por el cual las células destruyen moléculas orgánicas como la glucosa, con el objetivo de obtener energía para vivir. La energía así obtenida es transferida a las moléculas de ATP para su almacenamiento y posterior uso.

2. TIPOS DE RESPIRACIÓN CELULAR

A. Aeróbica.- es aquel tipo de respiración celular que requiere de oxígeno molecular (O2). Puede llegar a producir hasta 38 moléculas de ATP. Se inicia en el citosol y culmina en las mitocondrias. Los electrones liberados por la glucosa son finalmente transferidos al oxígeno para formar agua. Elimina CO2 como desecho.

B. Anaeróbica (fermentación).- es aquel tipo de respiración celular que no utiliza oxígeno molecular.

Rinde tan sólo 2 moléculas de ATP. Se lleva a cabo sólo en el citosol. No produce agua. Puede ser de dos tipos:

• Fermentación alcohólica: es aquella en la que se obtiene como producto final alcohol etílico (etanol)

y CO2, lo realizan los hongos llamados levaduras (levadura de cerveza, levadura de pan, etc.).

• Fermentación láctica: es aquella en la que se obtiene como producto final sólo ácido láctico. Lo realizan algunas bacterias como lactobacilos del yogurt y ciertas células


humanas como miocitos (células musculares) y neuronas. La acumulación de ácido láctico en músculos fatigados es causa de calambres.



FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA

La fermentación láctica es el principio bioquímico que se aplica en la elaboración de

yogurt, en este proceso intervienen bacterias del

género Lactobacilo

NOTA: El primer paso en el aprovechamiento de la glucosa como fuente de energía, sea por respiración Aeróbica o Anaeróbica, lo constituye la glucólisis, proceso anaeróbico por el cual la glucosa se descompone en 2 ácidos pirúvicos, 2 NADH y 2 ATP.

3. ECUACIÓN QUÍMICA DE LA RESPIRACIÓN AERÓBICA

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 38 ATP

4. IMPORTANCIA DE LA RESPIRACIÓN CELULAR

• Permite la obtención de energía de los alimentos que consumimos.• Permite almacenar energía en las moléculas de ATP.• Promueve la síntesis de ATP (energía biológicamente útil).• Permite la obtención de alcohol etílico por medio de la fermentación alcohólica.• Permite la fabricación de yogurt por medio de la fermentación láctica.

5. REGIONES CELULARES DONDE SE DESARROLLA LA RESPIRACIÓN CELULAR

• Citosol.- es la porción coloidal del citoplasma donde ocurre el primer paso de la respiración celular llamado glucólisis. Además es el lugar donde se lleva a cabo la fermentación.

• Mitocondria.- es la organela donde se lleva a cabo la mayor parte de la respiración aeróbica.

6. SUSTANCIAS QUE PARTICIPAN EN LA RESPIRACIÓN CELULAR AERÓBICA

• Glucosa (C6H12O6).- es el azúcar más importante utilizado por las células como fuente de energía.

• Oxígeno molecular (O2).- gas atmosférico que al entrar en el cuerpo se comporta como un aceptador de electrones, esto le permite formar agua durante la respiración celular.

• Enzimas.- son proteínas que aceleran las reacciones químicas y promueven la transformación de unas sustancias en otras.

7. PRODUCTOS QUE SE OBTIENEN EN LA RESPIRACIÓN CELULAR



Principalmente se obtienen: ATP, agua y CO2.



8. ETAPAS DE LA RESPIRACIÓN CELULAR AERÓBICA

A. Glucólisis.- es un proceso anaeróbico que ocurre en el citosol, consiste en la descomposición de la glucosa hasta 2 ácidos pirúvicos, 2 NADH2 y 2 ATP. Los NADH2 actúan como transportadores de electrones.

B. Descarboxilación y síntesis de acetil-coenzima «A».- es el proceso por el cual cada molécula de ácido pirúvico entra a la mitocondria y se descompone en una molécula de acetil-coenzima «A» (acetilCoA), además se obtienen 1 NADH2 y 1 CO2.

C. Ciclo de Krebs.- es el proceso por el cual la molécula de acetilCoA se descompone totalmente hasta originar 1 ATP, 2 CO2, 3 NADH2 y 1 FADH2. Este proceso se lleva a cabo en la matriz mitocondrial. El FADH2 desempeña una función similar al NADH2.

D. Transporte de electrones y fosforilación oxidativa.- es el proceso por el cual el NADH2 y FADH2 transfieren sus electrones hacia una cadena transportadora de electrones situada en la membrana interna mitocondrial, al final de este proceso los electrones se unen al oxígeno y forman agua. El paso de electrones a través de la cadena libera energía suficiente para la síntesis de ATP (fosforilación), mientras tanto el oxígeno recibe a los electrones y origina agua. Por cada NADH2 que ingresa a la cadena se formarán3 ATP y por cada FADH2, 2 ATP.

NOTA:- NAD+: nicotinamida adenina dinucleótido.- NADH2: nicotinamida adenina dinucleótido reducido.

9. BALANCE ENERGÉTICO POR MOLÉCULA DE GLUCOSACada molécula de glucosa que se descompone por medio de respiración celular aeróbica llega a producir como máximo 38 ATP, por el contrario la respiración anaeróbica sólo produce 2 ATP en forma neta.



IV. MAPA CONCEPTUAL


CICLO CELULAR 12

El cuerpo humano está formado por millones de células, todas ellas se originaron a partir de la primera célula humana llamada cigoto, el proceso que hizo posible la formación de tantas células se denomina MITOSIS. Todas las células de nuestro cuerpo atraviesan por una serie de etapas en las que se preparan para reproducirse, este conjunto de etapas y procesos recibe el nombre de CICLO CELULAR y puede tardar entre 20 y 30 horas en promedio. Cuando el ser humano llega a su estado adulto, sus órganos sexuales empiezan a producir óvulos (en la mujer) y espermatozoides (en el varón), ambas células reciben la denominación de «gametos» y se originan gracias a un proceso de reproducción celular llamado MEIOSIS. Una vez formados, los gametos deben fecundarse (unirse) y originar un nuevo cigoto que más tardedará origen a un nuevo ser humano.

I. CONCEPTO DE CICLO CELULAR

Es un conjunto de procesos que realiza una célula eucariota con la finalidad de reproducirse. Es importante para el crecimiento del organismo, regeneración de tejidos y formación de gametos (espermatozoides y óvulos).

Casi todas las células del organismo pueden reproducirse, sólo algunas han perdido esta capacidad, es el caso de las neuronas y las células musculares, que debido a su alto grado de especialización celular han perdido su capacidad reproductiva, por lo tanto los tejidos que forman (nervioso y muscular) son incapaces de regenerarse. Las células que no se reproducen entran en una fase del ciclo celular denominada G0.



En animales como los mamíferos, la mayor parte de sus células tiene un ciclo celular que dura entre 20 y 30 horas, sin embargo algunas células pueden llegar a tener ciclos celulares más prolongados, que van de algunos días a varios años.


II. ETAPAS DEL CICLO CELULAR

Las células eucariotas que sí se reproducen tienen un ciclo celular dividido en dos etapas: la interfase y la división celular.

1. INTERFASE CELULAR

• Es la etapa más prolongada del ciclo celular.

• Para su estudio ha sido dividida en tres fases: G1, S y G2.

A. Fase G1 (gap o intervalo 1)

• Su tiempo de duración es muy variable, sin embargo en un ciclo celular de 20 horas puede tardar 9 horas aproximadamente.

• En esta fase se encuentran todas las células que recién acaban de nacer y también aquellas que están creciendo y desarrollando para poder reproducirse.

• Durante esta fase la actividad celular y metabolismo son muy intensos.

• En esta fase ocurre la diferenciación celular, es decir cada célula adquieren la función para la que fue creada.

Fase G0.- representa la prolongación indefinida de G1 de tal manera que la célula queda impedida de reproducirse. Esto se debe a que la célula adquiere un alto grado de especialización, ejemplo: neuronas y fibras musculares.

B. Fase S (síntesis de ADN)

• Suele ser la fase más prolongada del ciclo celular. En un ciclo celular de 20 horas puede tardar 10 horas aproximadamente.

• En esta fase se produce la duplicación del ADN (cromatina), esto requiere de un proceso llamado

«replicación» o «síntesis de ADN» que se lleva a cabo en el núcleo celular.

• También se duplican los centríolos y organelas.

C. Fase G2 (gap o intervalo 2)

• Dura 5 horas aproximadamente.

• En esta fase se terminan de duplicar las organelas y la célula se alista para dividirse.

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2. DIVISIÓN CELULAR (reproducción celular)

• Es la etapa más corta del ciclo celular, tarda entre 1 y 2 horas.

• En esta etapa la célula se reproduce ya sea mediante un proceso llamado mitosis o por otro llamado

meiosis.

• Durante esta etapa, la cromatina (ADN + histonas) experimenta un fenómeno llamado condensación, que la transforma en unos cuerpos densos denominados cromosomas.

• El número total de cromosomas equivale al total de ADN contenido en el núcleo célular. En los humanos, sus

células somáticas o corporales (mayoría de células) poseen 46 cromosomas en su núcleo, su símbolo es«2n» y por eso se les llama diploides, lo mismo ocurre con sus células germinales (aquellas situadas en ovarios y testículos y que originan los gametos); por el contrario los gametos (espermatozoides y óvulos) sólo tienen 23 cromosomas, su símbolo es «n» y por eso se les llama haploides.

• Existen dos tipos de división celular: mitosis y meiosis, la primera ocurre en células somáticas (ejemplo:

células epiteliales, hepatocitos, etc.) y la segunda en células germinales (ovogonias y espermatogonias).

III. MITOSIS

1. CONCEPTOEs el proceso de división celular por el cual una célula somática se divide en dos células hijas iguales a la progenitora. En este proceso, cada célula hija recibe una cantidad igual de cromosomas (ADN) que la célula madre, por tal motivo las células hijas son iguales a la madre.

Después de la mitosis ocurre un proceso de división del citoplasma llamado citocinesis.

2. IMPORTANCIA

• La mitosis permite el crecimiento y regeneración de los tejidos de nuestro cuerpo.• La mitosis garantiza que todas las células del organismo conserven siempre el mismo número de cromosomas.

3. FASES DE LA

MITOSIS A. Profase• En esta fase la cromatina se condensa y da lugar a los cromosomas.• Cada cromosoma tiene dos brazos llamados cromátides, unidos por una estructura llamada

centrómero. Al cromosoma con dos cromátides se llama cromosoma doble o metafásico.

• En esta fase desaparecen el núcleo y los nucleolos.• Los centríolos se desplazan hacia polos opuestos de la célula y forman el huso

acromático (conjunto de hilos proteicos por donde se desplazarán los cromosomas).• Los cromosomas se unen al huso por medio de sus centrómeros.


C i c lo c elu la r



B. Metafase

• Se completa la formación del huso acromático.• Los cromosomas metafásicos se sitúan en la línea ecuatorial de la célula.

C. Anafase

• Se inicia la citocinesis o división del citoplasma.• Mientras tanto las cromátides hermanas de cada cromosoma se separan y emigran a

polos opuestos de la célula. Cada cromátide libre recibe el nombre de cromosoma simple o anafásico.

D. Telofase

• Los cromosomas simples se sitúan en polos opuestos de la célula.• Se inicia la descondensación, lo cual hace que los cromosomas se transformen en cromatina.• En cada polo celular se forman un núcleo y un nucleolo, con esto termina la división del núcleo.• Las organelas son repartidas equitativamente entre los dos polos celulares.• La citocinesis va llegando a su fin.

• Citocinesis.- es el proceso por el cual se divide el citoplasma al terminar la mitosis. Culmina con la obtención de dos células hijas idénticas a la progenitora.

IV. MEIOSIS

1. CONCEPTO


C i c lo c elu la r

Es el proceso de división celular por el cual una célula germinal se divide en cuatro células hijas parecidas a la progenitora. En este proceso cada célula hija recibe la mitad de cromosomas (ADN) de parte de la célula madre, además los cromosomas recibidos han experimentado un fenómeno de recombinación genética (crossing over) que los ha hecho variar considerablemente, por tal motivo las células hijas no son iguales a la madre, sino parecidas a ésta. La meiosis también viene seguida de una citocinesis.



2. IMPORTANCIA

• La meiosis permite la formación de gametos (óvulos y espermatozoides), por lo tanto es indispensable para los organismos que se reproducen sexualmente (por ejemplo: hombre).

• La meiosis promueve la variación de las características hereditarias, es decir permite que los hijos tengan características diferentes a sus padres. Esto se logra gracias al fenómeno llamado crossing over, que permite el intercambio de ADN entre cromosomas similares (cromosomas homólogos).

3. ETAPAS Y FASES DE LA MEIOSISLas etapas de la meiosis son tres: meiosis I, intercinesis y meiosis II. La meiosis I y II cuentan con fases como: profase, metafase, anafase y telofase.

A. Meiosis I (primera división meiótica).- llamada también «etapa reduccional», porque el número de cromosomas de la célula madre se reduce a la mitad, o sea la célula pasa de ser diploide (2n cromosomas) a haploide (n cromosomas). Al iniciarse esta etapa toda la cromatina ya está duplicada y empieza a condensarse para dar lugar a los cromosomas. Esta etapa se divide en cuatro fases:

• Profase I.- en esta fase ocurre la condensación de la cromatina y la aparición de los cromosomas.

Cada cromosoma consta de dos cromátides unidas por un centrómero. Los cromosomas se agrupan en parejas formando «pares de cromosomas homólogos»; en células humanas llegan a formarse23 pares de homólogos, entre los cuales se produce un fenómeno llamado «crossing over» o«recombinación genética», que consiste en intercambiar ADN con la finalidad de variar la composición genética de cada cromosoma.

El crossing over es importante porque permite que cada gameto (óvulo o espermatozoide) que se forme sea siempre diferente a los demás, esto es importante para que en cada fecundación (unión de gametos) se originen individuos parecidos a sus padres, pero no iguales a éstos. Al culminar el crossing over, se inicia la formación del huso acromático.

• Metafase I.- se completa la formación del huso acromático y los cromosomas homólogos, ya recombinados, se sitúan en la línea ecuatorial de la célula.

• Anafase I.- cada pareja de homólogos se separan (disyunción de cromosomas homólogos) y emigran a polos opuestos de la célula. Se inicia la citocinesis.

• Telofase I.- los cromosomas se reúnen en los polos y se descondensan, luego son rodeados por un núcleo. Culmina la citocinesis y se obtienen dos células hijas haploides


C i c lo c elu la r

(con cromosomas dobles), que luego de un momento realizarán la meiosis II.

B. Intercinesis.- es una etapa intermedia, de muy corta duración, en donde las dos células obtenidas en la meiosis I se alistan para iniciar la segunda división meiótica.



C. Meiosis II (segunda división meiótica).- llamada también «etapa ecuacional», porque el número de cromosomas se mantiene constante. Consta de cuatro fases.

• Profase II.- la cromatina se condensa y da lugar a los cromosomas dobles, desaparece el núcleo y empieza a formarse el huso acromático.

• Metafase II.- se completa la formación del huso y los cromosomas dobles se sitúan en la línea ecuatorial de la célula.

• Anafase II.- las cromátides de cada cromosoma se separan (disyunción de cromátides hermanas) y migran a polos opuestos de la célula. Se inicia la citocinesis.

• Metafase II.- las cromátides se reúnen en los polos y se descondensan, luego son rodeadas por un núcleo. Culmina la citocinesis y se obtienen dos células haploides (con cromosomas simples).

NOTA: al culminar la meiosis se obtendrá en total cuatro células hijas haploides que representan los futuros gametos del individuo.


C i c lo c elu la r

V. MAPA CONCEPTUAL

INTRODUCCIÓNA LA GENÉTICA 14

PARECIDOS Y DIFERENTES A LA VEZ

Al observar detenidamente a individuos de la misma especie, ya sean plantas o animales, veremos que entre ellos hay bastante similitud, pero también notaremos algunas diferencias. Todas estas características que posee un individuo y que lo diferencian de los demás les fueron transmitidas por sus progenitores a través de los genes y por medio de la reproducción sexual.

Tales características recibidas de nuestros padres constituyen nuestra «Herencia biológica». El mecanismo de transmisión de de dicha herencia es estudiado por la genética.

En la imagen tenemos ocho razas de la especie Felix doméstica (gato), cada una posee características que las diferencian de las demás. Estas razas son: Abisinio (1), American curl (2), Manx (3), Sphynx (4), Rex (5), Azul ruso (6), Siamés (7) y Persa (8).

I. CONCEPTO DE GENÉTICA

Es la rama de la biología que estudia la herencia biológica y la transmisión de rasgos de padres a hijos.

• Herencia biológica.- es el conjunto de características (rasgos) que los seres vivos reciben de sus progenitores, razón por la cual los hijos se parecen a sus padres. Son ejemplos de herencia: color de ojos, estatura, grupo sanguíneo, cáncer, hemofilia, textura de las semillas, forma de las hojas, longitud del pelo, color de la piel, etc.

• Primeros estudios de genética.- se debieron a Gregor Johann Mendel (padre de la genética), quien entre los años 1856 y 1863 realizó estudios sobre herencia en plantas de arveja (guisantes o Pisum sativum). Mendel estudió siete características en los guisantes, dichos estudios le permitieron enunciar dos leyes conocidas como «las leyes de la herencia».

• Bases moleculares de la herencia.- se refiere a las moléculas involucradas en la transmisión de los rasgos hereditarios, principalmente al ADN, que es el componente fundamental de los genes y de los cromosomas. El ADN es el portador de todas las características de un individuo, los genes son porciones de ADN responsables de transmitir un rasgo y de hacer que éste se manifieste en el sujeto y los cromosomas son los que transportan a los genes.

II. IMPORTANCIA DE LA GENÉTICA

El estudio de la genética es importante por las siguientes razones:

a) Permite conocer y comprender la manera como se trasmiten las características biológicas de padres a hijos. b) Permite predecir alteraciones o enfermedades hereditarias en los futuros hijos de un matrimonio.c) Permite el mejoramiento genético de plantas y animales útiles para el hombre. d) Permite la creación de medicamentos haciendo uso de la ingeniería genética.


I n t r o d u c i ó n a l a G e n é t i c a


e) Permite el tratamiento de enfermedades mediante terapia génica (inserción de genes en sujetos enfermos). f) Permite establecer pruebas de paternidad mediante la prueba de ADN.g) Permite la identificación de cadáveres mediante la prueba de ADN.h) Permite hacer estudios de evolución para determinar el grado de parentesco entre organismos

del pasado y organismos actuales.

III. CONCEPTOS IMPORTANTES

Para comprender mejor la genética es importante conocer los siguientes términos:

a) ADN.- es la molécula donde se almacena toda la información genética de un individuo.

b) Cromatina.- es una molécula formada por ADN y proteínas histonas. Es observable durante la interfase celular.

Su condensación da lugar a los cromosomas.

c) Cromosoma: es un cuerpo filamentoso y compacto que resulta de la condensación de la cromatina, sólo se le puede apreciar durante la división celular. En su interior alberga a los genes. El ser humano posee 46 cromosomas por célula, éstos se agrupan en parejas (23 pares de homólogos), donde uno es de origen paterno y el otro materno.

d) Gen: es un segmento de ADN situado en el cromosoma dentro una región definida llamada locus. El humano cuenta en total con 31 000 genes aproximadamente, distribuidos entre su 23 pares de cromosomas. Cada gen contiene una clave para producir una proteína específica y determinar la aparición de un rasgo en el organismo. Los genes son considerados las unidades funcionales de la herencia.

e) Alelo: se refiere a cada una de las variantes o alternativas que posee un gen, por ejemplo, el gen para el color de los ojos tiene las siguientes variantes: azul, verde, café, pardo, etc.; el gen para el color de cabello tiene variantes como: negro, castaño, rubio, etc. Se sabe que para que un sujeto adquiera un rasgo son necesarios mínimo dos alelos (uno del padre y otro de la madre), situado cada uno en un miembro del par homólogo.

f) Locus: es el espacio físico que ocupa un gen dentro del cromosoma.

g) Loci: es el plural de locus.

h) Genotipo: es el conjunto de genes (alelos) que posee un individuo.

i) Cariotipo: es el total de cromosomas de un organismo, ordenados según su tamaño, forma y composición genética.

j) Fenotipo: conjunto de rasgos que posee un individuo. Es el resultado de la interacción del genotipo con el medio ambiente.

k) Homocigoto recesivo: es una condición genotípica en la que ambos alelos que producen el rasgo son recesivos. Se simboliza así: «aa»,«bb», «dd», etc. Este genotipo manifiesta el rasgo recesivo.

l) Homocigoto dominante: es una condición genotípica en la que ambos alelos que producen el rasgo son dominantes. Se simboliza así:«AA», «BB», «DD», etc. Este genotipo manifiesta el rasgo dominante.



m) Híbrido o heterocigoto: es una condición genotípica en la que en el par de alelos uno es dominante y el otro recesivo. Se simboliza así:«Aa» , «Bb», «Dd», etc. Es te geno tipo manifiesta el rasgo dominante.


I n t r o d u c i ó n a l a G e n é t i c an) Alelo dominante: es el que se expresa cuando está en condición homocigota y

herterocigota. Ejemplo: si asumimos que el alelo M es dominante, entonces manifestará el rasgo dominante cuando sea homocigoto (MM) y heterocigoto (Mm).

o) Alelo recesivo: es el que se expresa cuando está sólo en condición homocigota. Ejemplo: si asumimos que el alelo «m» es recesivo, entonces manifestará el rasgo recesivo sólo cuando sea homocigoto (mm).

p) Primera generación filial (F1): es la descendencia obtenida de un cruce de dos individuos.

q) Segunda generación filial (F2): es la descendencia obtenida del cruce de dos individuos de la F1.

r) Generación paterna (P): son los padres o progenitores que mediante un cruce sexual producen descendientes a los cuales les transmiten sus características.

IV. CARACTERÍSTICAS DEL GUISANTE (O ARVEJA) ESTUDIADOS POR MENDEL

Característica-Rasgo-Carácter

Alelo dominante y letra con que se simboliza

Alelo recesivo y letra con que se simboliza

1. Forma de la semilla Semilla lisa (L) Semilla rugosa (l)

2. Color de la semilla Semilla amarilla (A) Semilla verde (a)

3. Longitud del tallo Tallo alto (B) Tallo enano (b)

4. Color de la flor Flor púrpura (F) Flor blanca (f)

5. Posición de la flor Flor axial (M) Flor terminal (m)

6. Forma de la vaina (fruto) Vaina inflada (H) Vaina constricta (h)

7. Color de la vaina Vaina verde (V) Vaina amarilla (v)

NOTA: Las letras mayúsculas indican «dominante» y las minúsculas «recesivo». Todo alelo se simboliza con una letra (mayúscula o minúscula), elegida arbitrariamente.



V. LEYES DE LA HERENCIA (LEYES DE MENDEL)

1. PRIMERA LEY DE MENDEL: PRINCIPIO DE LA UNIFORMIDADSi se cruzan un guisante homocigote dominante (de semillas amarillas) con otro homocigote recesivo (de semillas verdes), todos sus descendientes (F1) serán iguales tanto en genotipo como en fenotipo, su genotipo será heterocigote y el fenotipo será semilla amarilla.

Esta ley puede ser explicada mediante la siguiente

operación: DATOS:

Generación paterna (P1):

ProgenitoresGenotip

o FenotipoNombre del genotipo Símbolo del

genotipoProgenitor 1 Homocigote dominante

AA Semilla amarilla

Progenitor 2 Homocigote recesivo aa Semilla verde

Cruce

: Tipo de

gametos:

Primera generación filia (F1):

AA x aa

A A a a

Tablero de Punnett de4

posibilidades

a a A Aa Aa A

Aa Aa

Resultados (F1):

Genotipos

100% Aa (heterocigotes)

Fenotipos

100% semillas amarillas

Observación: En la F1 todos los descendientes son iguales (herencia uniforme), todos son heterocigotes y manifiestan el rasgo dominante, por el contrario el alelo recesivo no se expresa a pesar de que sí está presente en los descendientes.

2. SEGUNDA LEY DE MENDEL: LEY DE LA SEGREGACIÓN (DISYUNCIÓN DE ALELOS)

«Considerando que cada rasgo está determinado por un par de alelos, éstos se separarán durante la formación de los gametos». Para explicar esta ley Mendel cruzó dos individuos heterocigotes, obtenidos del cruce anterior (F1), y obtuvo los siguientes resultados: 50% heterocigotes, 25% homocigotes dominantes y 25% homocigotes recesivos; en consecuencia 75% manifestaban el rasgo dominante (semilla amarilla) y el otro 25% el rasgo recesivo (semilla verde).

Esta ley puede ser explicada mediante la siguiente

operación: DATOS:

Generación paterna (P2):

Genotipo


I n t r o d u c i ó n a l a G e n é t i c a

Progenitores FenotipoNombre del genotipo Símbolo del genotipoProgenitor 1 Heterocigote AA Semilla amarilla

Progenitor 2 Heterocigote aa Semilla amarilla

Cruce: AA x aa

Tipo de gametos: A a A a

Segunda generación filia (F2):

Tablero de Punnett de4

posibilidades

a a A AA Aa A

Aa aa

Resultados (F2):

Genotipos (probabilidad porcentual)

1 AA (25% homocigotes dominates)2 Aa (25% heterocigotes)1 aa (25% homocigotes recesivos)Proporción genotípica: 1AA : 2Aa : 1aa

Fenotipos (probabilidad porcentual)

1 semillas amarillas2 semillas amarillas

75% sem. amarillas

1 semillas verdes .....25% sem. verdesProporción fenotípica: 3 amarillas : 1 verde

Observación: En la F2 puede obtenerse una descendencia variada. 75% manifiesta el rasgo dominante y 25% el rasgo recesivo. ¿Cómo fue posible que se obtuvieran plantas con rasgo recesivo (semilla verde) si se cruzaron plantas con rasgo dominante (semilla amarilla)?, la respuesta es que ambos progenitores (P2) son heterocigotes y por tanto poseen el alelo recesivo para el color verde, sin embargo no lo manifiestan.

VI. PROBLEMAS DE APLICACIÓN DE LA PRIMERA Y SEGUNDA LEY DE MENDEL

1. En los cuyes, el pelo negro es una característica dominante (N) y el blanco una característica recesiva (n). Si se cruzan dos cuyes: uno homocigote recesivo y otro heterocigote, ¿Qué porcentaje de la F1 se espera que sea de color blanco?

Rpta.:

2. Se sabe que el albinismo es una enfermedad hereditaria producida por un gen recesivo en condición homocigótica (cc), además se sabe que los individuos heterocigotes (Cc) y homocigotos dominantes (CC) no desarrollan dicha enfermedad. Según estos datos, averigüe usted la probabilidad de que nazca un hijo albino de un matrimonio entre un hombre y una mujer heterocigotes.

Rpta.:

3. Se sabe que en la mosca de la fruta el cuerpo oscuro es un rasgo dominante (N) y el amarillo un rasgo recesivo (n). Si se cruzan dos moscas y se observa que todas las crías son de cuerpo oscuro, ¿cuál habrá sido el genotipo de los padres?

Rpta.:

4. En el ganado ovino, el cuerno helicoidal es un rasgo dominante (H) y el recto un rasgo recesivo (h), según estos datos, averigüe usted la proporción fenotípica para cuernos helicoidales del cruce entre una hembra de cuernos rectos y un macho híbrido.

Rpta.:


VI. MAPA CONCEPTUAL

dominante.

resecivo

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