Contenido: 7.    REPRODUCCIÓN DE LAS CÉLULAS

La reproducción celular o división celular es el proceso que asegura la continuidad de los microorganismos unicelulares y de las células en general, ya que la célula envejece y muere, por lo tanto, debe ser sustituida por otra. El objetivo de reproducción de una célula, es el de duplicar todos los componentes de la misma, para repartirlos entre las células hijas.

Mitosis

Es el proceso de división celular mediante el cual, el núcleo y el citoplasma de la célula se divide en dos, originando dos células hijas con el mismo contenido hereditario que la célula madre. Para su estudio se divide en cuatro fases:

1)      Profase:

·                    Los cromosomas se enroscan y se condensan en alto grado y no se pueden contar

·                    La membrana del núcleo se rompe y comienza a desaparecer junto con los nucléolos

·                    Los centriolos se separan aún más y se sitúan en los polos opuestos de la célula

·                    Entre los centriolos aparecen filamentos que le dan una mayor forma al uso acromático.

·                    Se establecen conexiones entre los centrómeros de los cromosomas y los filamentos del huso.

·                    Los centrosomas forman el aster en cada polo de la célula (en la célula animal)

2)      Metafase

·                    Los cromosomas se orientan por medio del centrómero y empiezan a ocupar el centro de la célula, conocido como placa ecuatorial, en esta etapa se pueden contar y comparar

·                    La membrana nuclear y el núcleo desaparecen

3)      Anafase

·                    Se dividen los cromosomas, separándose las dos cromátidas que formarán dos cromosomas hijos y se desplazan hacia los polos por la orientación de las fibras del huso acromático

4)      Telofase

·                    Los cromosomas se reúnen alrededor del centriolo en los polos de la célula y se reúnen formando la red de cromatina

·                    Se vuelve a formar la membrana nuclear alrededor de cada núcleo hijo y reaparecen los nucléolos

·                    En la célula animal el citoplasma se estrecha por estrangulación hasta que convergen sus dos lados y se forman dos células hijas

·                    En la célula vegetal se precipita en el ecuador gran cantidad de material, formando una doble membrana a partir de la cual se formará la lámina media y culmina con la formación de dos células hijas.

Interfase

Es el período comprendido entre dos divisiones o mitosis sucesivas.

Meiosis

Es el procesos de división celular durante el cual, la célula madre (diploide) origina células hijas (haploides) o gametos con la mitad del número de cromosomas. Ocurre en dos divisiones cada una de cuatro fases:

1era División Meiótica

Profase I

·                    Los cromosomas aparecen muy delgados y constan de dos cromátidas

·                    Los cromosomas comienzan a unirse por pares, los cromosomas homólogos se emparejan e intercambian el material hereditario, a veces se enroscan y entrecruzan y hasta pueden intercambiarse fragmentos de cromátidas.

·                    Los cromososmas de cada par se dividen haciéndose visible sus cuatro cromátidas

·                    Los cromosomas se contraen o se acortan y se orientan hacia la placa ecuatorial

Metafase I

·                    Las cuatro parejas de cromosomas homólogos se colocan  a lo largo del plano ecuatorial de la célula. El huso acromático se ha formado y sus fibras se unen en cada cromosoma homólogo por el centrómero y se desintegra la membrana nuclear.

Anafase I

·                    Los cromosomas homólogos cada uno con sus dos cromátidas, se separan y emigran hacia los polos de la célula. El centrómero no se divide.

Telofase I

·                    Los cromosomas en número haploide se disponen en cada polo de la célula, cada cromosoma posee dos cromátidas unidas al centrómero. Se forma la membrana nuclear alrededor de cada juego de cromosomas. Cada núcleo resultante contiene solamente la mitad del número de los cromosomas de la célula madre.

2da División Meiótica

Profase II

·                    La membrana nuclear (si la hay) se disuelve y aparece el huso acromático en cada una de las células hijas de la primera división meiótica, los cromosomas se acortan y se orientan hacia la región media.

Metafase II

·                    Los cromosomas se sitúan en el plano ecuatorial de la célula, se distinguen perfectamente las cromátidas y los centrómeros se orientan según las fibras del huso acromático

Anafase II

·                    Los centrómeros se dividen y los cromosomas se separan y se dirigen al respectivo polo de la célula

telofaseII

·                    se forma la membrana nuclear alrededor de cada grupo de cromosomas y se divide el citoplasma de cada célula formándose cuatro células hijas, cada una de las cuales tiene la mitad del número de cromosomas (haploides) de la célula madre

A continuación estas imágenes que pueden darles ideas gráficas de cómo ocurren los dos procesos de reproducción o división celular.

Mitosis

A continuación estos vídeos que pueden darles ideas  de cómo ocurren los dos procesos de reproducción o división celular. (pueden buscar más vídeos en la web)

CONCEPTOS FUNDAMENTALES

·         Gen: Es la unidad hereditaria mendeliana. Los genes controlan los diferentes caracteres hereditarios. Ej: el gen que controla el aspecto liso o rugoso del guisante.

·         Genética: Área de la biología que se ocupa del fenómeno de la herencia.

·         Genotipo: Dotación genética del individuo para un determinado carácter o bien el conjunto total de genes que tiene el individuo. Ej.: AA, Aa, aa.

·         Fenotipo: Expresión externa y observable, está determinada por el genotipo, es decir, lo que se expresa y podemos ver. Ej.: Amarillo, verde, liso, rugoso.

·         Alelo o alelomorfo: Cada una de las variantes génicas que determinan un carácter., es decir, las alternativas que puede tener un gen que modifica aspectos del  mismo carácter. Genes alelos son los que transmiten el mismo carácter. Generalmente uno es dominante (A) y otro recesivo (a).

·         Alelo Dominante: Aquel que transmite un carácter que se manifiesta siempre. Se representa con una letra mayúscula. Ej.: A, N.

·         Alelo Recesivo: Aquel que transmite un carácter que solamente se manifiesta si no está presente el alelo dominante. Se le representa con una letra minúscula, correspondiente a la del dominante. Ej.: a, n.

·         Homocigótico o Puro: Individuo con el genotipo para un determinado carácter compuesto por dos alelos idénticos. Es decir, los gametos serán idénticos para ese carácter. Ej.: AA, aa, NN, nn, MM, mm. Cuando se estudian dos caracteres, diremos que es Dihomocigótico aquel que tenga los dos alelos idénticos para cada uno de los caracteres. Ej.: AAMM (dihomocigótico dominante), aall (Dihomocigótico recesivo).

·         Heterocigótico o Híbrido: Individuo que porta en el genotipo dos alelos distintos para un carácter concreto. Así pues, los gametos tendrán cada uno una variedad distinta de ese carácter. Ej.: Aa, Nn, Mm, Bb. Cuando se estudian dos caracteres, diremos que es Diheterocigótico aquel que tenga los dos alelos distintos para ambos caracteres. Ej.: AaMm.

·         Generación Parental (P): Son los progenitores que se cruzan para obtener las siguientes generaciones ("Padres").

·         Primera Generación Filial (F1): Descendientes resultado del cruce de individuos de la generación Parental      ("Hijos").

·         Segunda Generación Filial (F2): Descendientes resultado del cruce de individuos de la primera generación filial   ("Nietos").

·         Dominancia completa: Un alelo domina al otro expresando sus características completamente en presencia del alelo recesivo.

·         Dominancia incompleta:  Cuando un alelo no es claramente dominante o recesivo, el fenotipo resulta intermedio.

·         Codominancia: cuando un alelo no es claramente dominante o recesivo, ambos alelos se expresan.

• Cruce de prueba: se utiliza en los casos en que se quiere saber si un individuo es híbrido (heterocigótico) o es puro (homocigótico). Consiste en cruzar al individuo “problema” o individuo que “queremos conocer”,  con un individuo homocigótico recesivo. Si aparecen homocigóticos recesivos, el individuo problema es híbrido.

• Primera Ley de Mendel:  “Ley de Segregación de los Caracteres”

Al cruzar dos variedades de plantas que difieren en un solo carácter. Los híbridos de la primera generación muestran sólo el carácter dominante de los progenitores y en la segunda generación aparece el carácter recesivo.

• Segunda Ley de Méndel: “Ley de la Transmisión independiente de los caracteres”

Al cruzar dos variedades de plantas que difieren en dos caracteres, cada carácter se transmite independientemente del otro. 

Contenido: 4.    FOTOSÍNTESIS Y RESPIRACIÓN CELULAR

(Copiar este contenido en el cuaderno de Teoría o guardar en la Canaima)

FOTOSÍNTESIS

Es el proceso mediante el cual los organismos autótrofos (plantas, algas, cianobacterias y bacterias fotosintéticas) transforman la energía lumínica del sol en energía química (alimento); es decir, usando la luz solar, convierten el dióxido de carbono (CO₂) que toman del aire, junto con el agua (H₂O) que toman del aire y suelo,  en azucares (glucosa) a partir de la glucosa se forma el almidón, proteínas,  lípidos y otros complementos necesarios para los organismos para poder vivir, crecer y reproducirse,  y en ese proceso liberan oxígeno a la atmósfera.

¿Dónde se realiza la fotosíntesis?

Se lleva a cabo en los cloroplastos de las células vegetales. Dentro de los cloroplastos están los tilacoides, que son sacos o vesículas aplanadas y en su membrana están los pigmentos fotosintéticos, como la clorofila. En su interior se realizan las reacciones de captación de la luz de la fotosíntesis. Estos tilacoides están inmersos en una solución llamada estroma que es donde se lleva a cabo el proceso de fijación del CO₂.

Fases de la Fotosíntesis

1)        Fase dependiente de la luz (Reacción de Hill)

Comienza cuando un rayo de luz solar cae sobre la hoja, un fotón de luz llega a un cloroplasto donde se encuentran los tilacoides. Al llegar a la membrana del tilacoides el fotón de luz choca con una molécula de clorofila y la hace perder un electrón que salta cargado de energía, iniciando una cadena de reacciones que generarán dos moléculas energéticas llamadas ATP y NADPH₂. Sin embargo, el electrón que se liberó de la clorofila no vuelve a ella, y como la clorofila necesita recuperar su electrón para volver a su estabilidad, actúa sobre la molécula de agua y la rompe, aquí se produce la fotólisis del agua (H₂O). El oxígeno que se desprende sale por los estomas de la hoja y se libera al aire,  el hidrógeno que queda es retenido y de él la clorofila obtiene su electrón.

Entonces, en la fase dependiente de la luz, la energía luminosa se transformó en energía eléctrica (electrones excitados) se utilizó el agua y la luz, se liberó oxigeno (O₂) y se produjo ATP y NADPH₂ (energía química)

2)        Fase no dependiente de la luz (Ciclo de Calvin)

Comienza cuando el CO₂ proveniente del aire es fijado en el estroma dentro del cloroplasto por una molécula llamada ribulosa disfosfato (rubisco) Allí el hidrógeno proveniente del agua captado en el NADPH₂ (durante la fase dependiente de la luz) se combina con el dióxido de carbono utilizando el ATP (energía) (que se produjo en la fase dependiente de la luz) y como resultado de esta reacción se forman azucares como glucosa, y fructosa, que luego sintetizarán carbohidratos más complejos como almidón, celulosa, sacarosas, proteínas, grasas y otros, a través del ciclo de Calvin.

Entonces, en la fase no dependiente de la luz, se utilizó el CO₂ para la formación de materia orgánica (glucosa) para que esto suceda, el ciclo de Calvin debe ocurrir 6 veces. 

Elementos que intervienen en la Fotosíntesis

-En la primera fase (dependiente de la luz)

1.      Energía lumínica: Proviene del sol, la luz impacta sobre las hojas y es absorbida por el pigmento fotosintético (clorofila)
2.  Agua: La pueden adquirir del suelo o del aire.
3. Clorofila: Pigmento de color verde contenido en los cloroplastos, se encarga de la absorción de la  luz para llevar a cabo la fotosíntesis.

        -En la segunda fase (no dependiente de la luz)

         1. Dióxido de carbono: Es absorbido por los estomas que se encuentran en la parte inferior de la hoja. 

         2. Rubisco: Se encuentra en el cloroplasto de los organismos autótrofos. Es Carboxilasa-Oxigenasa pues fija carbono y también oxígeno.

         3.  Minerales: los obtienen del suelo (calcio, nitrógeno, magnesio, entre otros)

        4. Temperatura: Debe estar entre los 10°  y  35°C

      5. ATP: "Adenosín trifosfato", molécula que es la fuente principal de energía utilizable por las células para realizar sus actividades.

      6.  NADPH2: Nicotínamida Adenín Dinucleótido Fosfato diHidrogenado (energía química almacenada) se obtiene durante la fase dependiente de la luz y se empleará durante la fase no dependiente de la luz.

 Productos generados en la Fotosíntesis

-En la primera fase (dependiente de la luz)= Oxígeno (O₂),  ATP  y  NADPH₂.

-En la segunda fase (no dependiente de la luz)= C6H12O6  (Glucosa)

Ecuación de la fotosíntesis:

6CO2  +  6H2O  →  C6H12O6  +  6O2

RESPIRACIÓN CÉLULAR

Es el proceso mediante el cual las células adquieren energía rompiendo la molécula de glucosa. Se da en los organismos aeróbicos mediante tres procesos: Glucólisis, Ciclo de Krebs, Cadena transportadora de electrones.

Glucólisis o Ciclo del Citosol

Ocurre en el citoplasma, es la vía metabólica encargada de oxidar la glucosa con la finalidad de obtener energía para la célula. A través de reacciones enzimáticas se degrada la glucosa a dos piruvatos que luego se oxidan y forman el ácido acético que se combina con la coenzima A para formar el Acetil coenzima A, que será utilizado en el Ciclo de Krebs

Ciclo de Krebs o Ciclo del ácido Cítrico

Ocurre en la matriz mitocondrial, es un conjunto de reacciones bioquímicas que utilizan los organismos aeróbicos para liberar energía química almacenada en el Acetil-COA. Produce la mayor parte de enzimas reducidos NADH y FADH₂ que impulsa la cadena transportadora de electrones.

Transporte de electrones

Este proceso requiere de oxígeno, el transporte de electrones “cadena” ocurre en la membrana interna de las células eucariotas, a través de una serie de reacciones de “alta energía” electrones son pasados a oxígeno. El NADH y el FADH₂ donan sus electrones a un sistema de transporte que genera grandes cantidades de energía mediante la formación de muchas moléculas de ATP. El último elemento de la cadena es el oxígeno molecular que al combinarse con el hidrógeno, produce agua.

Entonces, con el proceso de respiración celular de los organismos aeróbicos las células obtienen 36 moléculas de ATP (energía) a partir de una molécula de glucosa, haciendo uso del oxígeno.

Productos de la Respiración Celular

1.      Agua (H₂O)

2.      Dióxido de Carbono (CO₂)

3.      Energía (36 ATP)

Ecuación de la Respiración Celular:

    C6H12O6  +  6O2  →  6CO2  +  6H2O  +  36 ATP (Energía)

Observación: Cuando se consume demasiada glucosa, las células del hígado tienen que sufrir una adaptación, exceso de glucosa → excedente de ATP, esto dispara una enzima que hace que se produzca ácidos grasos que se van acumulando y se presenta la obesidad. 

Vídeo del  profesor Orlando Quirós Rojas donde explica el proceso de fotosíntesis

Vídeo sobre la respiración

Nota: Recuerden hacer el cuadro comparativo sobre Fotosíntesis y Respiración, (semejanzas y diferencias)

PRÁCTICA DE LABORATORIO Nº3

(Debes copiarla en el cuaderno de práctica)

Liceo Nacional Bolivariano José Ángel Rodríguez López.

Ciencias Biológicas de 3^er Año de Educación Media General.

Profesora Julybeth Rincon.

Fecha:______/________/________     Sección:__________

Integrantes: _________________________________________________________

Nombre: INTERACCIÓN CELULAR

OBJETIVO:

*Observar la función de transporte de la célula.

MATERIAES E INSTRUMENTOS:

Del laboratorio: *Aguacate. *Papa. *Azúcar. *Sal.

El estudiante debe traer útiles escolares.

PRELABORATORIO

(Antes de ir a clases)

1.      Lee el contenido Nº3, y también puedes consultar otras fuentes de información sobre transporte celular.

LABORATORIO

(En clases)

Actividad Nº1  Observación  en Aguacate

1-Corta el aguacate por la mitad y quita la semilla. En una mitad coloca unos granos de sal y en la otra mitad no colocar nada. Espera unos minutos y observa las 2 mitades.

-¿Que observas?______________________________________________________

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Actividad Nº2  Observación en papa

1-Quita la concha de la papa, corta un poquito la papa en la base para que pueda sostenerse sin caerse, perfora la papa en el centro cuidando de que no quede orificios hacia afuera, es decir, la papa quedara como un envase, rellena con el azúcar cuidando que no se voltee. Coloca la papa en una placa de Petri con un poco de agua, Espera los resultados.   

-¿Qué observas?_____________________________________________________

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POSTLABORATORIO

(En clases)

FISIOLOGÍA CELULAR

Esta actividad será establecida en el aula de clases por la profesora.

Contenido: 3. INTERACCIÓN CELULAR

(Copiar en el cuaderno de Teoría o guardar en la Canaima)

Proteínas de Transporte

Regulan el movimiento de casi todas las sustancias solubles en el agua a través de la membrana.

Proteínas Receptoras

Unen moléculas con el medio externo, desencadenando cambios en el metabolismo de la célula.

Proteínas de Reconocimiento

Identifican las células así como a las especies y a los tipos celulares.

Transporte Celular

Es el proceso mediante el cual la célula intercambia sustancias necesarias y de desecho con el medio que le rodea.

Transporte de Micromoléculas: Es el transporte de partículas pequeñas.

Transporte de Macromoléculas: Es el transporte de partículas grandes.

1)      Transporte pasivo: Cuando el transporte de sustancias no requiere energía.

a)    Difusión: Consiste en el movimiento de las moléculas desde el punto de mayor concentración hacia otro de menor concentración.

b)   Ósmosis: Es el paso del solvente a través de una membrana semipermeable, desde el medio de menor concentración al de mayor concentración del soluto.

2)      Transporte activo: Cuando el transporte de sustancias requiere energía.

a)     Endocitósis: Entrada de partículas desde el medio exterior hacia el interior de la célula.

b)   Exocitosis: Salida o expulsión de partículas desde el interior de la célula hacia el exterior.