COLEGIO RICAURTE E.U. “Estudiar es chévere, es nuestra alegría”

MODULO I CIENCIAS NATURALES

GRADO NOVENO

DOCENTE: JUAN CARLOS SECHAGUE OSUNA TOPICO GENERATIVO:

¿QUÉ TANTO NOS PARECEMOS A NUESTROS PADRES? HILO CONDUCTOR: ¿Cómo se transmiten los caracteres de generación en generación? DESEMPEÑOS DE COMPRENSIÓN: Ácidos Nucleicos, genética, Leyes de Mendel

Construyamos conocimiento

¿POR QUÉ TE PARECES A TUS PADRES?

REALIZA LA SIGUIENTE LECTURA, DE MANERA ATENTA

¡UN CROMOSOMA CHISMOSO! El ADN es un polímero formado por cuatro clases de bases nitrogenadas adenina (A) que se enlaza con timina (T), citosina (C) que se enlaza con guanina (G); desoxirribosa (un azúcar de cinco carbonos) y un grupo fosfato (PO4 –3). Se aisló por primera vez en 1869 por el bioquímico suizo Friedrich Meischer, quien lo describió como una sustancia de un ligero color blanco, azucarado y con fósforo. Este científico le denomino en principio nucleína, más adelante se conocería como ácido nucleico y luego como ácido desoxirribonucleico (ADN). Se sabe que es una molécula muy grande, que contiene y transmite información genética de célula madre a célula hija, con capacidad de autocopiado; es una estructura química estable y capaz de mutar. Estas características fueron confirmadas por Watson y Crick, con su modelo de molécula de ADN de doble hélice retorcida, premiada con el premio nobel de medicina en 1962. ¿Qué pensarías si te dijéramos que además de contener en tus células el ADN de tus padres, también compartes algunos vestigios genéticos de un padre africano, recolector y cazador que vivió hace unos 150 mil años atrás? Es cierto, y el chisme lo infundió un cromosoma. Después de un riguroso análisis bioquímico, se determinó que la primera mutación conocida procedente de África es la M168, que surgió hace unos 50 mil años. M168 se encontró fuera de África, en el medio oriente, en el centro de Asia y llegó a América por lo menos hace 10 000 años. Hasta hace mucho tiempo el estudio de las grandes migraciones humanas, se había hecho con base en algunos huesos y restos de utensilios regados por el mundo como testigos de la travesía de nuestros ancestros, pero en las últimas 2 décadas, los científicos han rastreado a nuestros antepasados, desde el ADN de la gente viva de nuestra época. Spencer Well, genetista poblacional y explorador de National Geographic dice que “cada gota de sangre humana contiene un libro de historia escrito en el idioma de nuestros genes”. El genoma humano es idéntico en todas las personas del mundo en un 99,9 %, lo que resta del ADN es lo que nos hace diferentes e individuales con características propias, como el color de los ojos y el cabello, entre otras. Muchas de esas características son difíciles de rastrear, debido a que entre tanto cruce y cruce de progenitores, esos genes se pueden traslapar, pero existen por fortuna dos lugares donde aún podemos hallar la información completa transmitida de madre a hijos: el ácido desoxirribonucleico mitocondrial (ADNmt) y la mayoría de los cromosomas Y, que determinan el sexo masculino y que viajan intactos de padres a hijos. Gracias a estas técnicas de avanzada en bioquímica se ha podido determinar en alguna medida cuáles fueron los caminos recorridos por nuestros ancestros, que iniciaron desde África y se propagaron por todo el mundo hasta llegar hoy a cerca de 6 500 millones de descendientes sin distingo de raza, credo o sexo, todos conviviendo en un mismo planeta.

Selecciona la opción que consideres correcta y justifica tu elección

Competencia interpretativa 1. El ácido desoxirribonucleico está conformado por bases nitrogenadas, azúcares y grupos fosfato.

Las bases nitrogenadas en la molécula se organizan en parejas complementarias. Dicha organización se presenta como a. A-T y G-C. b. T-G y C-A. c. A-C y T-G. d. G-A y C-T.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2. El grupo fosfato, uno de los compuestos que constituyen la molécula de ADN es un ión de carga

negativa. Este ion está formado por a. un átomo de fósforo y cuatro átomos de oxígeno. b. un átomo de fósforo y tres átomos de oxígeno. c. dos átomos de oxígeno y cuatro átomos de fósforo. d. cuatro átomos de oxígeno y dos átomos de fósforo.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3. La importancia del ácido desoxirribonucleico mitocondrial (ADNmt) para las investigaciones que

pretenden develar el misterio de cómo llegó el hombre a poblar el mundo radica en a. que es un tipo de ADN diferente al encontrado en los demás fósiles. b. que éste guarda la información transmitida sin haberse traslapado. c. que este ADN se encuentra bien protegido dentro de la mitocondria. d. la pobre posibilidad de haber sido transmitida desde otra generación.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Competencia argumentativa 4. El genetista poblacional Spencer Well afirma que “cada gota de sangre humana contiene un libro

de historia escrito en el idioma de nuestros genes”. En esta afirmación Well hace referencia de manera especial a a. que los libros nos pueden enseñar todo lo que queremos saber de genética. b. que en nuestros genes está escrita toda la historia de la humanidad. c. que la historia de los genes se puede escribir en todos los libros. d. que la genética puede mostrar todas las historias de nuestros libros.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5. El modelo de doble hélice retorcida, propuesto por Watson y Crick, fue reconocido con el premio

nobel de medicina. Dicho modelo permitió establecer a. que el ADN es una molécula conformada por bases nitrogenadas, azúcares y grupos fosfato. b. que el ADN es una molécula con capacidad de autoduplicado y de estructura estable. c. que el ADN se encuentra alojado en el interior de las mitocondrias y en los cromosomas Y. d. que el ADN es una molécula gigante que transmite información genética de célula madre a

célula hija. __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 6. Los estudios realizados por la comunidad científica internacional ha permitido establecer que la

humanidad comparte el 99.9 % del genoma. Con base en esta información, es coherente afirmar que a. el genoma es el mismo en todas las personas del mundo. b. apenas un 0.1 % nos diferencia genéticamente a los humanos. c. existe un 0.1 % de posibilidades que ocurra una mutación. d. La M168 es la responsable de las diferencias que tenemos los humanos

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

EXPLORACIÓN DIAGNOSTICA

1. Analiza la siguiente rejilla y a partir de ella establece las relaciones que se piden;

1. MEIOSIS 2. ADN 3. GREGOR

MENDEL 4. HERENCIA

5. CROMOSOMAS 6. RIBOSOMA 7. ARN

MENSAJERO 8. CODIGO

GENETICO

a. En que se relacionan las casillas 2 y 5.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________

b. Qué relación se puede establecer entre la información de las casillas 5 y 3. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________

c. En que se relacionan las casillas 3 y 4. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________

d. Establece una relación entre las casillas 1 y 5.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________

e. Como relacionarías las casillas 3 y 8. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________

f. Escoge tres casillas y con ellas elabora una frase que tenga sentido biológico. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Realiza un resumen de la siguiente lectura: ORGANIZACIÓN GENERAL DEL ADN La sigla ADN significa ácido desoxirribonucleico e indica un compuesto químico que se halla constituido por 3 partes fundamentales: la primera es el ácido fosfórico; la segunda, el azúcar desoxirribosa que posee cinco carbonos y tiene la estructura molecular le la ribosa pero desoxigenada. El tercer compuesto es una base nitrogenada que puede ser de dos tipos: nitrogenada púrica (o purina) o nitrogenada pirimidica (o pirimidina). Dentro de las púricas están las bases

nitrogenadas adenina (A) y guanina (G); dentro de las pirimidinas están las bases nitrogenadas citosina (C) y uracilo (U). La organización química de cada de una de estos compuestos se relaciona en la figura 1. La molécula de ADN también ha sido fotografiada al microscopio; como se observa en la figura 2. Las tres moléculas químicas básicas para la organización del ADN se acomodan de manera particular; la primera característica es que el ADN está formado por una doble cadena y en cada una de ellas se repiten estas tres unidades.

Figura 1. Molécula de ADN.

En la figura 2, aparecen tres unidades: fosfato se refiere a la localización del ácido fosfórico, la pentosa se refiere a la desoxirribosa y las bases nitrogenadas. Cuando una base nitrogenada se une a una molécula de desoxirribosa y ésta a su vez se une a una de ácido fosfórico forman una tripleta conocida como nucleótido; tres nucleótidos seguidos forman un codón y aproximadamente mil codones forman un gen. Los genetistas han calculado que una persona puede poseer hasta mil caracteres diferentes y por cada uno de ellos hay un par de genes responsables de su manifestación, lo que quiere decir que en el núcleo de cada una de las células del cuerpo humano (excepto en las células sexuales) están guardados por lo menos dos mil genes, mil provenientes del padre y mil provenientes de la madre. CÓDIGO GENÉTICO El ARN mensajero lleva la información de la proteína que hay que sintetizar en forma codificada; cada tripleta de nucleótidos codifica un aminoácido en particular (que es lo mismo que decir cada tripleta de bases nitrogenadas. Las proteínas tienen 20 aminoácidos diferentes (figura 4) y cada proteína presenta su propia secuencia de aminoácidos, tal como sucede con los números telefónicos, si se cambia de posición uno de los dígitos, éste ya no será el mismo número y no se podrá comunicar con la persona interesada. Un aminoácido es una molécula química formada por un grupo funcional amino [-NH2] y un grupo funcional carboxilo, más comúnmente llamado ácido [-COOH]; su fórmula general es:

N

R

H

O

OH

H

H

R, significa radical y cambia de un aminoácido a otro.

Figura 2. Organización química de los compuestos de ADN

DATOS Y HECHOS CLAVES:

Conceptualiza los siguientes términos, cópialos en el cuaderno y defínelos con ayuda del diccionario o libros de Biología: Núcleo, cromosoma, cromátida, ADN, ARN; genética, meiosis,

Mendel, aminoácidos, cariotipo, monohíbridos, dihíbridos, trihíbridos, fenotipo, genotipo, herencia, alelos, gametos, herencia ligada al sexo, grupos sanguíneos, generación filial, autosoma, gen dominante, gen recesivo.

Completa el siguiente mapa conceptual en tu cuaderno con los demás conceptos vistos en clase y aportados por el modulo.

Lee atentamente, realiza un resumen y luego resuelve las cuestiones planteadas LA INFORMACIÓN GENETICA SE ENCUENTRA EN EL ADN Ya se había logrado determinar la constitución de los cromosomas y por consiguiente de los genes: ADN y PROTEINAS. Hacia 1952 el científico Alfred D. Hershey y su ayudante de laboratorio Martha Chase, realizaron experimentos con un virus que infecta la bacteria Escherichia coli, que normalmente vive en los intestinos de los mamíferos, para tratar de dar respuesta a ese interrogante. Las bases científicas que permitieron desarrollar los experimentos fueron los siguientes:

Los virus se caracterizan por su fácil manejo en el laboratorio; poseen un ciclo de vida muy corto y están compuestos únicamente por ADN y proteína.

El virus está formado por una cápsula dentro de la cual se encuentra el ADN, para su reproducción, los virus necesitan entrar al núcleo de una célula y utilizar su material genético dejando sus cápsulas al exterior de la célula invadida.

Luego de un corto tiempo se liberan muchos organismos virales nuevos. El ADN posee fosforo en su molécula, pero no azufre. Dos aminoácidos que componen la proteína poseen azufre en su molécula pero no fósforo. Por

tanto el fósforo y el azufre radiactivos sirven para diferenciar entre el ADN y la proteína de la cual están formados los cromosomas.

Hershey y Chase infectaron células de la bacteria Escherichia coli con virus marcados radiactivamente. En un grupo marcaron el ADN con fósforo y en otro las cápsulas de proteína con azufre. Después del primer ciclo reproductivo, procedieron a separar las cápsulas vacías de las bacterias infectadas por el virus. En el primer grupo encontraron la radiactividad en las bacterias infectadas. En el segundo grupo encontraron, la radiactividad en las cápsulas vacías. Eso significa que el ADN del virus era el que había penetrado a las bacterias para producir nuevas generaciones de virus y que las cápsulas de proteína del virus habían quedado por fuera de la bacteria, sin tener ninguna función en el proceso reproductivo. Así que concluyeron que el material que contiene la información genética es el ADN y no la proteína.

Investigaciones posteriores demostraron que todas las células de un organismo de la misma especie poseen cantidades iguales de ADN y solo las células sexuales poseen la mitad de la cantidad que tienen las células somáticas. EL CÓDIGO GENÉTICO La molécula de ADN está constituida por dos largas cadenas de nucleótidos unidas entre sí formando una doble hélice. Las dos cadenas de nucleótidos que constituyen una molécula de ADN, se mantienen unidas entre sí porque se forman enlaces entre las bases nitrogenadas de ambas cadenas que quedan enfrentadas y se encuentran en una secuencia determinada. El orden de la secuencia determina un mensaje o código para la síntesis de proteínas. Luego del descubrimiento de Watson y Crick, los científicos se preguntaban como esa secuencia daban las ordenes para la formación de las proteínas de un organismo en particular y para todas sus características. Cada molécula de proteína está formada por la combinación de muchos de los 20 diferentes aminoácidos que existen. Los aminoácidos son los componentes fundamentales de la materia viva. El código genético estableció que por lo menos tres nucleótidos sucesivos (tripleta o codón), determina un aminoácido. Como los nucleótidos difieren en la base nitrogenada (adenina, guanina, citosina, timina), existen 64 posibles codones los cuales se indican por las tres letras mayúsculas de las tres bases nitrogenadas de los nucleótidos. Actividad 1. Realiza un glosario de por lo menos 30 términos relacionados con las temáticas abordadas en el

curso. 2. Completa y enriquece el mapa conceptual planteado anteriormente. 3. Escoge 16 palabras de las utilizadas en el punto 1 y con ellas diseña un crucigrama con sus

pistas.

ACTIVIDAD PRÁCTICA El ADN es la sustancia de la que se componen los genes. El ADN transfiere su información al citoplasma de la célula a través de otro ácido nucleico, el ARN mensajero se fabrica a partir de un patrón de ADN por medio del apareamiento de bases. En esta actividad vas a demostrar el proceso de transcripción con ayuda de modelos de papel de ADN y ARNm. Materiales Cartulina, papel de colores (9), tijeras, pegante y lápiz. Procedimiento

1. Copia las ilustraciones de los cuatro tipos diferentes de nucleótidos de ADN en las cartulinas. Asegúrate de cada nucleótido sea de un color diferente. Deberás hacer diez copias de cada uno.

2. Corta cuidadosamente las figuras, teniendo en cuenta que cada una debe ser de un color diferente.

3. Construye una molécula de ADN colocando los nucleótidos en el orden que quieras. Si necesitas más nucleótidos, simplemente cópialos y recórtalos.

4. Asegura la molécula usando el pegante.

5. Tal como lo hiciste en el paso 1, copia los nucleótidos A, G y C en las cartulinas en las cartulinas de los colores respectivos y en el ultimo la U y la T con diferentes colores.

6. Con las tijeras corta cuidadosamente los modelos de los nucleótidos.

7. Con la molécula de ADN en frente tuyo, ejemplifica el proceso de trascripción. Primero, separa la molécula de ADN por los pares de bases.

8. Empieza a emparejar los nucleótidos del ARNm con las bases expuestas de la cadena de ADN.

9. Cuando hayas terminado, pega la molécula nueva de ARNm con el pegante. ANALIZA Y CONCLUYE 1. Observa y deduce ¿A qué se parece más el modelo de ARNm, a la cadena complementaria de

ADN o aquella de la cual se transcribió? Explica tu respuesta.

U T A R D P C G

2. Reconoce la causa y efecto. Explica como la estructura del ADN permite que la molécula sea copiada fácilmente. ¿Por qué esto es importante para la información genética?

3. Relaciona conceptos. ¿Por qué el ARN es importante para la célula? ¿De qué manera una molécula de ARNm puede transportar información sobre el ADN?

SOCIALIZACIÓN Una vez trabajado el ejercicio en forma individual, compara tus resultados con los compañeros del grupo. TRABAJO PARA LA CASA Investiga cómo se da la síntesis de proteínas, elabora un resumen con su esquema explicativo.