MADRID /JUNIO12. LOGSE / CELULA Y SUS COMPONENTES. METABOLISMO CELULAR / OPCION A/ EJERCICIO 2 OPCION A 4.- Con relación al proceso de mitosis: a) Copie y complete el siguiente cuadro en su hoja de examen (1 punto). 1. Fase en la que se vuelve a originar el nucléolo 2. Fase en la que los cromosomas se disponen en la placa ecuatorial 3. Fase en la que los cromosomas se separan en sus cromátidas 4. Si una célula epitelial contiene 20 cromátidas en la anafase mitótica, ¿cuántos cromosomas tendrá cada una de las células hijas? b) Explique el proceso de citocinesis en una célula animal y en una célula vegetal (1 punto). a) 1.- Telofase 2.- Metafase 3.- Anafase 4.- Si en Anafase que ya están separadas las cromátidas homólogas de cada cromosoma y migrando a polos opuestos celulares, hay 20 cromátidas en total; quiere decir que para cada polo estçan desplazándose 10 cromátidas que serán los cromosomas de cada célula hija. Luego en cada célula hija habrá 10 cromosomas RESUMEN MITOSIS A. Mitosis Es un proceso continuo que para su estudio se divide en las siguientes fases: profase, metafase, anafase y telofase. Profase - La cromatina se condensa hasta formar cromosomas (formados por dos cromátidas) - Los centriolos se separan hasta que se sitúan en polos opuestos celulares y se forma entre ellos el huso mitótico o acromático. - La membrana nuclear se desintegra - El nucleolo se desorganiza - En el centrómero de cada cromosoma se forman los cinetócoros. Metafase Los cromosomas alcanzan el grado máximo de condensación. Los microtúbulos cinetocóricos empujan a los cromosomas hasta situarlos en el plano ecuatorial del huso mitótico donde forman la placa ecuatorial o metafásica. Los centrómeros de cada cromosoma se sitúan de manera que cada cromátida que forma el cromosoma queda orientada hacia un polo celular. Se distinguen en el huso mitótico 2 tipos de microtúbulos: - Los cinetocórico unidos a los centrómeros de los cromosomas por los cinetócoros - Los polares parten de los centriolos y se solapan en el plano ecuatorial del huso En las células vegetales que no poseen centriolos el huso mitótico se origina a partir de una zona difusa denominada “Centro organizador de microtúbulos” Anafase Se produce la separación simultánea de las cromátidas en todos los cromosomas y su desplazamiento hacia los polos opuestos arrastradas por los microtúbulos cinetocóricos que se acortan por despolimerización. La separación se inicia por el centrómero en todos los cromosomas. Los microtúbulos polares se alargan por polimerización y separan los dos polos opuestos del huso mitótico. Finaliza cuando los cromosomas llegan a los polos Telofase Los dos conjuntos de cromosomas a ambos lados de la célula comienzan a desespirilizarse Los nucleolos empiezan a reorganizarse Se recompone la membrana nuclear alrededor de cada grupo de cromosomas formando dos núcleos hijos. b) CITOCINESIS Es distinta en celulas vegetales y animales: Células animales Se produce por estrangulamiento. A nivel de la placa ecuatorial se forma periféricamente un anillo contráctil formado por filamentos de actina y miosina. Este anillo se va estrechando de fuera adentro originando un surco de segmentación cada vez mas estrecho hasta que se produce la separación de las dos células hijas. Células vegetales Se denomina tabicación porque se forma un tabique de separación a nivel de la placa ecuatorial que crece de dentro afuera. Este tabique se forma por fusión de vesículas del complejo de Golgi, que contienen los componentes que formarán la pared, y de restos de microtúbulos del huso. El tabique presenta perforaciones denominados plasmodesmos que son puentes de comunicación entre las dos células hijas. MADRID / SEPTIEMBRE 11. LOGSE / CELULA Y SUS COMPONENTES. METABOLISMO CELULAR / OPCION B/ EJERCICIO 2 OPCION B 2.- Con referencia a los procesos de mitosis y meiosis en organismos pluricelulares: a) ¿En cuál de estos dos procesos se produce recombinación genética? Explique el mecanismo responsable de la recombinación (0,5 puntos). b) Indique en qué tipos de células tienen lugar la mitosis y la meiosis, cuántas células hijas se producen en cada uno de estos procesos y, con referencia a los cromosomas, ¿cómo son las células hijas con respecto a la célula de la que proceden? (0,5 puntos). c) Explique el significado biológico del proceso de la meiosis (1 punto). a) En la meiosis: La recombinación supone el intercambio de genes o “recombinación génica”. Esto supone la rotura del ADN al mismo nivel en dos cromátidas homólogas no hermanas, seguida del intercambio de fragmentos de cromátidas proceso que se denomina sobrecruzamiento b) La mitosis supone un tipo de división celular en el que a partir de una célula madre sea esta haploide (n) o diploide (2n), se originan 2 células hijas idénticas genéticamente a la progenitora es decir haploides si la célula madre es haploide o diploides si la célula madre es diploide. Se puede producir en: - Unicelulares, (en este caso supone reproducción) - Pluricelulares se produce en las células somáticas y supone crecimiento y regeneración La meiosis supone untito de división celular que sólo se produce en célula diploides (2n) en las que a partir de una célula madre se originan 4 células hijas que son haploides (n) . Se produce en seres pluricelulares y en las células diploides (2n) que darán lugar a los gametos o células sexuales que son haploides (n). c) MADRID / SEPTIEMBRE 11. LOGSE / CELULA Y SUS COMPONENTES. METABOLISMO CELULAR / OPCION A/ EJERCICIO 1 OPCION A 1.- Con referencia al proceso meiótico: a) Defina qué es el sobrecruzamiento (0,5 puntos). b) Haga un esquema de cómo se lleva a cabo el sobrecruzamiento y señale en qué fase se produce (1 punto). c) Mencione cuáles son las diferencias entre anafase I y anafase II (0,5 puntos). a) El sobrecruzamiento supone la rotura del ADN al mismo nivel en dos cromátidas homólogas no hermanas, seguida del intercambio de fragmentos de cromátidas. Supone el intercambio de genes o “recombinación génica”. b) Se produce durante la Meiosis en la primera división meiótica o reduccional en la Profase I y dentro de esta en la subfase de Paquiteno c) Anafase I Se produce la separación de los quiasmas, y los cromosomas homólogos de cada tétrada se separan hacia un polo de la célula, arrastrados por los microtúbulos del huso. Cada cromosomas de la pareja de homólogos se separa hacia un polo de la célula. Cada cromosomas está constituido por dos cromátidas. Anafase II Se separan las cromátidas hermanas hacia cada polo de la células Anafase I Anafase II MADRID / JUNIO 11. LOGSE / CELULA Y SUS COMPONENTES. METABOLISMO CELULAR / OPCION A/ EJERCICIO 2 OPCION B 2.- Con relación al ciclo celular: a) Defina brevemente qué es la Interfase y las etapas en las que se subdivide (1 punto). b) Indique cuál de las dos partes de la meiosis es reduccional. Explique los principales acontecimientos que tienen lugar durante la misma (1 punto). a) En eucariontes el ciclo celular se divide en una serie de etapas por las que va pasando la célula hasta que se produce la división. Se distinguen dos fases: - La “Interfase”: la célula crece y sintetiza diversas sustancias - La “fase M o división celular”: ocurre la mitosis y la citocinesis. Interfase Es mucho más larga que la fase M. Se diferencian a su vez 3 etapas: G1, S, y G2. * Fase G1 Sigue a la división celular y es la que tiene una duración más variable. Se da una intensa actividad metabólica , la cel aumenta de tamaño y forma orgánulos celulares. Termina cuando se inicia la duplicación del ADN. Algunas células de mamífero entran durante esta fase en un estado de reposo especial y no vuelven nunca a dividirse. Se denomina estado G0 o de quiescencia. Se produce en células que han sufrido un importante proceso de diferenciación. * Fase S Se replica el ADN y se sintetizan las histonas Como resultado de la replicación cada cromosoma esta formado pro dos cromátidas idénticas unidas por el centrómero. * Fase G2 Tiene una duración muy corta (3h) y en ella se transcriben y traducen genes que codifican las proteínas necesarias para que la célula se divida. Se duplican los centriolos. Finaliza cuando comienza la mitosis. b)La meiosis reduccioanl es la primera división meiótica o meiosis I. Los principales acontecimientos se producen durante la profase I en la que tiene lugar el sobrecruzamiento que da lugar a la recombinación génica. La profase I se divide en 5 periodos que son Leptoteno, zigoteno, Paquiteno, Diploteno y Diacinesis. Durante el Paquiteno se produce el sobrecruzamiento, el proceso es como sigue: Los cromosomas permanecen formando tétradas y se produce el “sobrecruzamiento” o intercambio cromosómico. Este supone la rotura del ADN al mismo nivel en dos cromátidas homólogas no hermanas, seguida del intercambio de fragmentos de cromátidas. Supone el intercambio de genes o “recombinación génica”. MADRID / JUNIO 11. LOGSE / CELULA Y SUS COMPONENTES. METABOLISMO CELULAR / OPCION A/ EJERCICIO 1 OPCION A 1.- Referente a un organismo eucariota con reproducción sexual, cuyo número de cromosomas es 2n=4, de los que una pareja es acrocéntrica y la otra metacéntrica: a) Dibuje un esquema de una célula en anafase I de la meiosis (1punto). b) ¿Cuál es el sentido biológico de la mitosis? (1 punto). a) b) MADRID / SEPTIEMBRE 10. LOGSE / BIOLOGIA / CELULA Y SUS COMPONENTES./OPCIÓN B OPCIÓN B 1.- Relativo a los procesos de división celular a) Copie y complete el siguiente cuadro en su hoja de examen (1 punto). b) La figura adjunta representa una célula en un determinado momento de su ciclo. Indique la fase y el tipo de división celular y describa los principales acontecimientos que tienen lugar durante la misma (1 punto). a) 1) Mitosis, apartir del final de la profase 2)Interfase 3)Una pareja de cromosoma los cuales tienen cada uno dos cromátidas 4)Las vesículas que forma el complejo de Golgi b) Es una división meiótica en metafase I temprana los cromosomas están aparedados formando bivalentes que se irán desplazando hasta ocupar la placa ecuatorial. Los parejas se desplazan debido a que los microtúbulos del huso que se unen a los cinetócoros situados en lso centromeros de los cromososmas. MADRID / SEPTIEMBRE 10. LOGSE / BIOLOGIA / CELULA Y SUS COMPONENTES./OPCIÓN A OPCIÓN A 4.- Con relación al ciclo celular de un organismo 2n=6, cuyas células presentan divisiones anastrales: a) Haga un esquema de la anafase mitótica (0,5 puntos). b) Con respecto a la información genética que contienen, explique en qué se diferencian un cromosoma metafásico mitótico y un cromosoma metafásico de meiosis I (0,5 puntos). c) Explique el significado biológico de los procesos de mitosis y de meiosis en los organismos (1 punto). a) Recuerda división anastral sin centriolos en células vegetales El esquema tal y como lo represento pero SIN centriolos b)Un cromosoma metafísico mitótico tiene cada cromosoma con dos cromátidas . Un cromosoma metafísico de la primera división meiótica tendrá también todos los cromosomas con dos cromátidas, pero los cromosomas homólogos está apareados se observan tétradas. En un cromosoma metafísico meiótico de la segunda división meiótica sólo tiene una cromátida c) Mitosis: Puede producirse en cualquier tipo de organismo, tanto haploide como diploide. Se produce en los seres unicelulares como reproducción y en las células somáticas de pluricelulares com proceso de crecimiento y reparación. En este proceso una célula madre sea n o 2n da lugar a dos células hijas identicas a su progenitora; es decir que si la célula es diploide 2n dará lugar a dos células diploides también 2n; y si la célula es haploide n dará lugar a dos células hijas n también. Meiosis: Se produce en organismos diploides en las células que dan lugar a los gametos o células reproductoras. En este proceso a partir de una célula diploide 2n se producen 4 células hijas haploide o n. Se realiza en dos fase meiosis I y meiosis II. Es una división reduccional. Durante la meiosis I en la profase I y durante la subfase paquiteno se produce el sobrecruzamiento que dará lugar a la recombinación génica. MADRID / SEPTIEMBRE 10. LOGSE / BIOLOGIA / CELULA Y SUS COMPONENTES./OPCIÓN B OPCIÓN B 3.- Con referencia a los ciclos de reproducción celular: a) Copie y complete el siguiente cuadro en su hoja de examen indicando el proceso o procesos, así como las fases en que ocurren los siguientes acontecimientos (1,25 puntos). b) Los organismos eucarióticos se pueden reproducir asexual y/o sexualmente. Indique tres diferencias entre estos dos procesos (0,75 puntos). a) Homologos se aparean: Meiosis. Primera división meiótica Profase I Zigoteno El ADN se replica. Interfase . Periodo S Las células hijas son diploides: final de división celular por mitosis Las cromátidas hermanas se separan: Puede ser: - Anafase mitótica - Anafase II meiótica Existe sobrecruzamiento: Meiosis. Primera división meiótica. Profase I subfase Paquiteno b) - En la reproducción asexual interviene un sólo individuo. En la sexual dos individuos que aportan cada uno una célula sexual o gameto con la mitad de información genética que el resto de las células del individuo - La reproducción sexual se produce por mitosis de manera que a partir de una célula madre ya sea esta haploide o diploide se obtiene dos celulas hijas semejantes a la progenitora es decir sila célula madre es diploide las hijas también lo serán, y si es haploide las hijas serán haploides. La formación de células hijas en la reproducción sexual es por meiois. La ce´lula madre será diploide y se formarán 4 células hijas haploides - En los organismos pluricelulares las células somáticas se dividen por mitosis para crecer o reparar un tejido, se denominan células somáticas. La células sexuales se forman por meiosis y por tanto son haploides; son los gametos - En la reprodución asexual no se produce varibilidad genética en la sexual si la hay. Tanto durante la meiosis produciéndose recombinación génica como en la separación de cromosomas homólogos . MADRID / SEPTIEMBRE 10. LOGSE / BIOLOGIA / CELULA Y SUS COMPONENTES./OPCIÓN A OPCIÓN A 3.- Referente al ciclo celular de un organismo 2n=6, cuyas células presentan mitosis anastrales: a) Haga un esquema de la metafase y otro de la anafase mitótica (0,5 puntos). b) Si los 6 cromosomas del organismo equivalen a 10 pg de ADN, ¿qué cantidad de ADN tendrá una célula de ese organismo en los periodos G1 y G2? Razone su respuesta (0,5 puntos). c) Explique el significado biológico de los procesos de mitosis y de meiosis (1 punto). Recordar mitosis anastral es que es una célula que no posee centriolos por tanto una célula vegetal a) Dibujar metafase y anafase SIN CENTRIOLOS. Los dibujos debajo son metafase y anafase astrales con centrilos teneis que dibujarlas sin centriolos b) G1tendrá 10 pg puesto que tendrá la cromatina correspondiente a 6 cromosomas G2 tendrá 20 pg puesto que se ha producido la fase de síntesis de ADN o fase S donde el ADN se ha duplicado por tanto tendrá el doble c) Mitosis: Puede producirse en cualquier tipo de organismo, tanto haploide como diploide. Se produce en los seres unicelulares como reproducción y en las células somáticas de pluricelulares com proceso de crecimiento y reparación. En este proceso una célula madre sea n o 2n da lugar a dos células hijas identicas a su progenitora; es decir que si la célula es diploide 2n dará lugar a dos células diploides también 2n; y si la célula es haploide n dará lugar a dos células hijas n también. Meiosis: Se produce en organismos diploides en las células que dan lugar a los gametos o células reproductoras. En este proceso a partir de una célula diploide 2n se producen 4 células hijas haploide o n. Se realiza en dos fase meiosis I y meiosis II. Es una división reduccional. Durante la meiosis I en la profase I y durante la subfase paquiteno se produce el sobrecruzamiento que dará lugar a la recombinación génica. MADRID / JUNIO 10. LOGSE / BIOLOGIA / CELULA Y SUS COMPONENTES./OPCIÓN A OPCIÓN A 3.- Considerese el ciclo celular de un organismo que posee dos pares de cromosomas y presenta divisiones celulares astrales: a) Haga una representación gráfica de la anafase mitótica y de la anafase I meiótica. Indique las principales diferencias entre ambas (1 punto). b) Defina citocinesis e indique los principales acontecimientos que tienen lugar durante la citocinesis de las células del mencionado organismo (0,5 puntos). c) Si el organismo en cuestión posee un genotipo AaBb, indique el genotipo de sus células producidas por mitosis y el genotipo de las células resultantes de meiosis (0,5 puntos). Recuerda división celular astral es en células animales con centriolos. Anastral es en células vgetales sin centriolos. En la anafase mitótica se separan cromatidas hermanas. En la anafase I meiótica se separan cromosomas homólogos En la mitosis no se produce recombinación génica por lo que las cromátidas que se separan no ha sufrido variación. En la anafase I meiótica se ha producido enla profase I sobrecruzamiento entre cromatidas homólogas no hermanas, lo que da lugar a la recombinacióngénica. Por este motivo las cromátidas del mismo cromosoma tiene segmentos diferentes. b) La citocinesis es la división del citoplasma. Se produce después de la división celular. En células animales se produce por estrangulamiento. A nivel de la placa ecuatorial se forma periféricamente un anillo contráctil formado por filamentos de actina y miosina. Este anillo se va estrechando de fuera adentro originando un surco de segmentación cada vez mas estrecho hasta que se produce la separación de las dos células hijas. c) El genotipo de las células producidas por mitosis será el mismo AaBb puesto que a partir de una célula madre se obtienen dos células hijas idénticas a la progenitora. El genotipo de una célula producida por meiosis (sería un gameto) puede ser: AB; Ab; aB; ab MADRID / JUNIO 10. LOGSE / BIOLOGIA / CELULA Y SUS COMPONENTES./OPCIÓN A OPCIÓN A 3.- Referente a la división celular: a) Haga un esquema gráfico del contenido de ADN a lo largo del ciclo celular de una célula somática suponiendo que la cantidad de ADN gamética es C (1 punto). b) Explique brevemente el significado de la meiosis respecto a la variabilidad de los seres vivos (0,5 puntos). c) Indique qué tipo de meiosis (cigótica o gametogénica) tiene lugar en el ser humano y otros mamíferos: Razone la contestación (0,5 puntos). a) b) Fase G1: la cantidad de ADN será 2C Fase S: la cantidad de ADN al iniciar se será 2C; al finalizar 4C Fase G2: la cantidad de ADN será 4C Fase M: Profase 4C Metafase 4C Anafase 2C en cada polo celular Telofase 2C en cada polo celular c)La meisosis gaméticas o gametogénicas es la que se produce para la formación de gametos. La cigótica se produce sólo en hongos y protozoos después que se ha producido la fertilización para producir espora haploides. Por tanto en humanos la meiosis es gámetica, porque se produce antes de la fecundación para producir gametos. MADRID / SEPTIEMBRE 09. LOGSE / BIOLOGIA / CELULA Y SUS COMPONENTES./OPCIÓN A OPCIÓN A 3.- Con referencia al ciclo celular de una célula somática: a) Indique en orden cronológico las distintas fases del ciclo en las que los cromosomas están constituidos por dos cromátidas. Razone las contestaciones (1 punto). b) Suponiendo que se tratase de una célula vegetal, indique a partir de qué orgánulos se forman la envoltura nuclear y la pared celular de las células hijas (0,5 puntos). c) Indique la constitución química de las fibras del huso acromático. ¿En qué fase tiene lugar la formación del huso? (0,5 puntos). a) Si tenemos en cuenta que el ADN sólo forma cromosomas durante la división celular (mitosis) estos se visualizan duplicados: 1.- Al final de la profase (profase tardía) 2.- Durante la metafase Si nos refirieramos al ADN; este se duplica en la interfase durante la fase de Sinteris por lo que en la fase siguiente G2 el ADN está duplicado y permanece duplicado durante las primeras fase de la mitosis profase y metafase. b)En la célula vegetal la envoltura nuclear se originan a partir de R.E.R y la pared celular y a partir dvbvesículas del Complejo de Golgi c)Las fibras del huso están formadas por tubulina. Proteía fibrosa formada por dimeros de α y β tubulina. El huso mitótico se origina el la profase cuando las parejas de centriolos se desplazan a polos opuestos celulares formándose entre ellas el huso mitótico MADRID / JUNIO 09. LOGSE / BIOLOGIA / CELULA Y SUS COMPONENTES./OPCIÓN B OPCIÓN B 4.- Con referencia al proceso meiótico: a) Dibuje una anafase II para una dotación cromosómica 2n=6 en la que un par de cromosomas es metacéntrico y los otros dos pares son acrocéntricos (0,5 puntos). b) Explique la diferencia entre la meiosis cigótica y la meiosis gametogénica. Indique en cada caso en qué tipo de organismos se lleva a cabo (0,5 puntos). c) Explique la importancia biológica de la meiosis (1 punto). a) b) La meiosis gametogénica o gamética o terminal se produce en las células precursoras de los gametos. La meiosis cigótica o inicial la división meiótica se produce inmediatamente después de la producción de las esporas haploides. Se produce sólo en c) MADRID / JUNIO 09. LOGSE / BIOLOGIA / CELULA Y SUS COMPONENTES./OPCIÓN A OPCIÓNA 3.- Los dibujos adjuntos representan los posibles gametos de un determinado individuo que presenta mitosis astrales. a) Haga un esquema de la metafase de una célula somática de ese individuo, indicando su constitución genética (1 punto). b) El individuo en cuestión, ¿es diploide o haploide?Razone su respuesta (0,5 puntos). c) Defina gameto y cigoto (0,5 puntos). Recuerda meiosis astrales en células animales con centriolos a) la constitución genética del individuo es 2n= 4 tiene 2 parejas de cromosomas en una pareja tiene la información para un determinado carácter, para el que es heterocigoto Aa y en la otra pareja triene la información para otro determinado carácter para el que también es heterocigoto Bb b) Es diploide porque : 1.- Sólo las células diploides entran en meiosis las haploides no 2.- Forma 4 gametos con 2 cromosomas cada uno c) Gameto: Células sexuales que contienen la mitad de los cromosomas que las células somáticas de ese individuo. El fin es la reproducción sexual- En la reproducción sexual intervienen 2 individuos que aportan cada uno un gameto haploide. La unión de los gametos da lugar a una célula diploide o cigoto a partir del cual se formará el nuevo individuo. Cigoto: Célula diploide que se forma por la unión del gameto femenino con el masculino. Ambos gametos son haploides MADRID / SEPTIEMBRE 08. LOGSE / BIOLOGIA / CELULA Y SUS COMPONENTES./OPCIÓN B OPCIÓNB 3.- Con relación a la división celular por mitosis: a) Cite de forma secuencial las diferentes etapas del proceso. Para ello escriba en orden adecuado lasletras asignadas a los diferentes dibujos (0,5 puntos). b) Describa cuatro acontecimientos que están ocurriendo en la fase representada en el dibujo C (1 punto). c) Razone si se trata de una célula animal o vegetal (0,5 puntos). a)B, D, A, C b) Representa la telofase se producen los siguientes acontecimientos: - Se inicia la desespirilización de los cromosomas hasta su paso definitivo a cromatina - Se inicia la formación de la membranas membranas nucleares hasta su formación definitiva - Se reorganizan los ncleolos - SE inicia la división del citoplsma deominada citocinesis. En el caso del dibujo representa una célula animal en que la citocinesis se produce por estrangulamiento c) Es una célula animal porque se está iniciando la citocinesis y claramente la célula se está estrangulando no se está produciendo tabicación como sucedería si fura una célula vegetal MADRID / SEPTIEMBRE 08. LOGSE / BIOLOGIA / CELULA Y SUS COMPONENTES./OPCIÓN A OPCIÓNA 3.- El siguiente dibujo representa una pareja de cromosomas homólogos durante la meiosis, y las letras representan los genes presentes en estos cromosomas. a) Si se produce un sobrecruzamiento en el lugar indicado con una cruz, dibuje todos los gametos posibles formados tras el proceso de meiosis (1 punto). b) En qué fase de la división meiótica se produce el sobrecruzamiento. Explique las consecuencias biológicas que conlleva este proceso (1 punto). a) b)Se produce durante la 1ª división meiótica en la Profase I en Paquiteno en la subfase de Zigoteno MADRID / JUNIO 08. LOGSE / BIOLOGIA / CELULA Y SUS COMPONENTES./OPCIÓN B OPCIÓNB 3.- El genoma de una especie animal diploide esta formado por 4 cromosomas, de los cuales, un par posee estructura metacentrica y otro estructura acrocentrica. a) Dibuje una anafase mitótica, e indique todas las estructuras características de esta fase (1 punto). b) Dibuje la dotación cromosómica de un gameto de esta especie, y cite cómo se denomina el proceso que conduce a la formación de los gametos (0,5 puntos). c) Respecto a la variabilidad genética, explique la importancia de la meiosis en la evolución de las especies a) En anafase mitótica se separan las cromatidas hermanas de cada cromosoma y se desplazan a polos opuestos celulares arrastrados por las fibras del husomitóticoEn el esquema todos los cromosomas son metacéntricos, tendrían que ser 2 metacéntricos y dos acrocéntricos. Tal y como muestra el esquema de tipos de cromososmas. Los cromosomas del esquema son metafísicos tienen 2 croatidas , si fueran anafásicos tendrían una sola cromátida c) MADRID / JUNIO 08. LOGSE / BIOLOGIA / CELULA Y SUS COMPONENTES./OPCIÓN A OPCIÓNA 3.- El esquema adjunto representa las distintas fases por las que pasa una celula en su ciclo celular. a) Sabiendo que el número 2 representa la telofase, indique qué representarían todos los demás números (1 punto). b) Indique cuatro procesos celulares que se producen durante la interfase celular (1 punto). a)2: telofase; 3: Interfase periodo G1; 4: interfase periodo S; 5: interfase periodo G2; 6: fase M ,mitosis Profase; 7: fase M , mitosis metafase; 1: fase M mitosis anafase: 8 periodo de la célula en que el ADN no está duplicado; 9 Periodo celular en que el ADN está duplicado b) 1: En el periodo G1 síntesis protéica y crecimiento celular: 2: Fase S duplicación del ADN; 3: Gese G2 síntesis de proteínas implicadas en la reproducción celular; 5: En la fase G2 duplicación de los centriolos MADRID / SEPTIEMBRE 07. LOGSE / BIOLOGIA / CELULA Y SUS COMPONENTES./OPCIÓN B OPCIÓN B 3.- Referente a los procesos de división celular: a) Suponga que los cromosomas del esquema adjunto corresponden a una pareja de homólogos. ¿Qué ha acontecido entre ellos y cómo se denomina el proceso? (0,5 puntos). b) Copie y complete el siguiente cuadro (1 punto) a) En la meisosis durante la primera división meiótica en profase I y subfase de paquiteno se produce el “sobrecruzamiento” o intercambio cromosómico. Este supone la rotura del ADN al mismo nivel en dos cromátidas homólogas no hermanas, seguida del intercambio de fragmentos de cromátidas. Supone el intercambio de genes o “recombinación génica”. b) (1) La división del citoplasma se denomina…CITOCINESIS…. (2) Los homólogos se aparean entre sí, originándose en la zona de contacto una estructura llamada…COMPLEJO SINAPTONÉMICO………….. (3) La desespiralización de los cromosomas ocurre en TELEFASE sea mitótica o meiótica…. (4) La síntesis de ADN se produce durante EL PERIODO S DE LA INTERFASE….. c) MADRID / SEPTIEMBRE 07. LOGSE / BIOLOGIA / CELULA Y SUS COMPONENTES. METABOLISMO CELULAR.OPCIÓN A Nº 3 3.- Con referencia a la división celular: a) Haga un esquema gráfico de las anafases I y II de un organismo animal con 2n=4 (1 punto). b) Describa los principales acontecimientos que tienen lugar durante la citocinesis de una célula vegetal y la de una célula animal (1 punto). a) b) Es distinta en celulas vegetales y animales: Células animales Se produce por estrangulamiento. A nivel de la placa ecuatorial se forma periféricamente un anillo contráctil formado por filamentos de actina y miosina. Este anillo se va estrechando de fuera adentro originando un surco de segmentación cada vez mas estrecho hasta que se produce la separación de las dos células hijas. Células vegetales Se denomina tabicación porque se forma un tabique de separación a nivel de la placa ecuatorial que crece de dentro afuera. Este tabique se forma por fusión de vesículas del complejo de Golgi, que contienen los componentes que formarán la pared, y de restos de microtúbulos del huso. El tabique presenta perforaciones denominados plasmodesmos que son puentes de comunicación entre las dos células hijas. MADRID / JUNIO 07. LOGSE / BIOLOGIA / CELULA Y SUS COMPONENTES. METABOLISMO CELULAR / OPCIÓN B/ ACTIVIDAD 3 3.- Suponga una célula vegetal con tres pares de cromosomas que sufre una mitosis. Cada una de las células resultantes sufre posteriormente una meiosis: a) ¿Cuántas células se han producido al final de ambos procesos? Razone la respuesta (0,5 puntos). b) Indique la dotación cromosómica que tiene cada una de ellas. Razone la respuesta (0,5 puntos). c) Haga un dibujo esquemático sencillo de la anafase mitótica y otro de la primera anafase meiótica (1 punto). Solución a)Al final del primer proceso se formará 2 células idénticas a la progenitora y por tanto también con 3 pares de cromosomas. Si cada una de estas células sufre meiosis , cada una dará lugar a 4 células haploides es decir con 3 cromosomas cada células. Por tanto al final habrá 8 células haploides con 3 cromosomas cada una b)Respondido en la pregunta anterior c) Anafase Mitótica Se produce la separación simultánea de las cromátidas en todos los cromosomas y su desplazamiento hacia los polos opuestos arrastradas por los microtúbulos cinetocóricos que se acortan por despolimerización. Anafase I Meiótica Cada cromosomas de la pareja de homólogos se separa hacia un polo de la célula. Cada cromosomas está constituido por dos cromátidas. MADRID / JUNIO 07. LOGSE / BIOLOGIA / CELULA Y SUS COMPONENTES. METABOLISMO CELULAR / OPCIÓN A/ ACTIVIDAD 3 OPCIÓN A 3.- Los esquemas del dibujo adjunto representan células de la raíz de un vegetal en diversas fases de la mitosis: a) Nombre la fase en la que se encuentran las células numeradas razonando la respuesta (1,5 puntos). b) ¿De dónde parten las fibras del huso mitótico en este tipo de células? (0,5 puntos). Solución a) Profase - La cromatina se condensa hasta formar cromosomas (formados por dos cromátidas) - Los centriolos se separan hasta que se sitúan en polos opuestos celulares y se forma entre ellos el huso mitótico o acromático. - La membrana nuclear se desintegra - El nucleolo se desorganiza - En el centrómero de cada cromosoma se forman los cinetócoros. Anafase Se produce la separación simultánea de las cromátidas en todos los cromosomas y su desplazamiento hacia los polos opuestos arrastradas por los microtúbulos cinetocóricos que se acortan por despolimerización. La separación se inicia por el centrómero en todos los cromosomas. Los microtúbulos polares se alargan por polimerización y separan los dos polos opuestos del huso mitótico. Finaliza cuando los cromosomas llegan a los polos Metafase Los cromosomas alcanzan el grado máximo de condensación. Los microtúbulos cinetocóricos empujan a los cromosomas hasta situarlos en el plano ecuatorial del huso mitótico donde forman la placa ecuatorial o metafásica. Los centrómeros de cada cromosoma se sitúan de manera que cada cromátida que forma el cromosoma queda orientada hacia un polo celular. Se distinguen en el huso mitótico 2 tipos de microtúbulos: - Los cinetocórico unidos a los centrómeros de los cromosomas por los cinetócoros - Los polares parten de los centriolos y se solapan en el plano ecuatorial del huso b) En las células vegetales que no poseen centriolos el huso mitótico se origina a partir de una zona difusa denominada “Centro organizador de microtúbulos” MADRID / SEPTIEMBRE 06 LOGSE / BIOLOGIA / DIVISION CELULAR / OPCIÓN A / ACTIVIDAD 3 3.- Con referencia a los procesos de división celular: a) Indique las dos diferencias más aparentes entre la telofase de una mitosis astral y la de una anastral. Menciones un tipo de organismos en los que se de cada una de ellas (1 punto) b) Indique los acontecimientos que tienen lugar durante la telofase mitótica (1 punto) a) La Mitosis o Cariocinesis es Astral en células animales ya que poseen un orgánulo no membranoso llamado Áster o centro celular formado por un par de centríolos que al dividirse en profase temprana se dirigen hacia los polos opuestos de la célula formando el Aparato del huso mitótico, acrosómico o acromático. En cambio, la Mitosis en células vegetales es de tipo Anastral porque el aparato del huso mitótico no lo forman el centro celular ( las células vegetales carecen de centríolos) las fibras del huso mitótico lo forman el centro organizador de microtúbulos del propio citosol. La denominación de Áster se debe al aspecto que adquieren el centro celular a la manera de Sol o Estrella por las irradiaciones de Tubulina. b) Los dos conjuntos de cromosomas a ambos lados de la célula comienzan a desespirilizarse Los nucleolos empiezan a reorganizarse Se recompone la membrana nuclear alrededor de cada grupo de cromosomas formando dos núcleos hijos. Al final se inicia la división celular MADRID / SEPTIEMBRE 06 LOGSE / BIOLOGIA / DIVISION CELULAR / OPCIÓN A / ACTIVIDAD 3 3.- Con referencia al ciclo de división celular: a) Suponga que el valor C es la cantidad de ADN por genoma haploide. Utilizando dicho valor, exprese la variación que sufre el contenido de ADN en todas y en cada una de las fases del ciclo celular de una célula somática de un organismo diploide (1punto) b) Copie y complee la tabla adjunta, indicando en la columna de la derecha a qué corresponden los conceptos de la columna de la izquierda (1punto) a) Si el organismo es diploide será: - G1: su contenido en ADN será el correspondiente a una célula diploide 2n por tanto será 2C. .- S: En esta fase se produce la duplicación de ADN de la célula luego tendrá 4C - G2: la célula aún no ha inciado su división luego sigue teneniendo 4C - Mitosis: - En profase: sigue teniendo 4C los cromososmas se observan duplicados - Metafase: sigue teniendo 4C los cromososmas se observan duplicados - Anafase: Se separan las cromatidas homólogas a polos opuestos celulares . Para cada polo opuesto se irá 2C de ADN - Telofase: en cada polo opuesto habrá 2C Citocinesis: se formarán 2 células hijas con 2C de ADN cada una b) Respuestas: (1)Homólogos (2)La profase (3)Tabicación (4)Durante la interfase en el periodo S antes de iniciarse la primera división meiótica: En la iterfase entre la 1ª y la 2ª división meiótica No hay periodo S MADRID / SEPTIEMBRE 06 LOGSE / BIOLOGIA / DIVISION CELULAR / OPCIÓN A / ACTIVIDAD 3 3.- Con referencia al ciclo celular en células somáticas: a) Explique qué es la interfase y qué sucede en cada una de las etapas en las que se subdivide (1 punto). b) Defina los siguientes términos: (1) Centrómero; (2) cromátidas hermanas, (3) bivalente y (4) telómeros (1 punto). Solución: a) Interfase Es mucho más larga que la fase M. Se diferencian a su vez 3 etapas: G 1, S, y G2. * Fase G1 Sigue a la división celular y es la que tiene una duración más variable. Se da una intensa actividad metabólica , la cel aumenta de tamaño y forma orgánulos celulares. Termina cuando se inicia la duplicación del ADN. Algunas células de mamífero entran durante esta fase en un estado de reposo especial y no vuelven nunca a dividirse. Se denomina estado G 0 o de quiescencia. Se produce en células que han sufrido un importante proceso de diferenciación. * Fase S Se replica el ADN y se sintetizan las histonas Como resultado de la replicación cada cromosoma esta formado pro dos cromátidas idénticas unidas por el centrómero. * Fase G2 Tiene una duración muy corta (3h) y en ella se transcriben y traducen genes que codifican las proteínas necesarias para que la célula se divida. Se duplican los centriolos. Finaliza cuando comienza la mitosis. b) Centrómero: Es la constricción primaria. Es la zona por la que el cromosoma interacciona con las fibras del huso mitótico profase hasta anafase, tanto en mitosis como en meiosis, y es responsable de realizar y regular los movimientos cromosómicos que tienen lugar durante estas fases. Las estructuras centroméricas que interaccionan con las fibras del huso se denominan cinetocoros. Cromátidas: La cromátida es una de las unidades longitudinales de un cromosoma duplicado, unida a su cromátida hermana por el centrómero. Está constituido por ADN y proteínas.. El conjunto de dos cromátidas generan un cromosoma.Cada cromátida lleva varios alelos, es decir, cada una de las características de su progenitor.La cromátida es visible en la profase de la mitosis y representa a los precromosomas hijos. En la anafase de la mitosis, las cromátidas se separan y se convierten en cromosomas hijos.Son idénticas y llevan la misma información, ya que se han formado una a partir de la otra. Bivalente: En Zigoteno los cromosomas homólogos se aparean mediante un proceso llamado “sinapsis cromosómica” que se produce por medio de una estructura protéica llamada “complejo sinaptonémico”. Se forma una estructura de 4 cromátidas denominada “tétrada” o “cromosoma bivalente” Telómeros: Los telómeros son los extremos de loscromosomas. Son regiones de ADN no codificante, altamente repetitivas, cuya función principal es la estabilidad estructural de los cromosomas en las células eucariotas, la división celulary el tiempo de vida de las estirpes celulares. Además están involucradas en enfermedades tan importantes como el cancer.En los organismos procariotas, los cromosomas son circulares y no poseen telómeros. MADRID / JUNIO 06. LOGSE / BIOLOGIB / DIVISION CELULAR / OPCIÓN A / ACTIVIDAD 3 OPCIÓN B 3.- Con relación al proceso meiótico de un organismo 2n=6: a) ¿Cuándo se produce la formación de bivalentes? Explique brevemente en qué consiste (0,5 puntos). b) Haga un esquema de la anafase II (0,5 puntos). c) Explique el significado biológico de la meiosis (1 punto). Solución a)Se produce durante la meiosis, en la primera división meiótica en profaseI en la subfase de zigoteno. Los cromosomas homólogos se aparean mediante un proceso llamado “sinapsis cromosómica” que se produce por medio de una estructura protéica llamada “complejo sinaptonémico”. Se forma una estructura de 4 cromátidas denominada “tétrada” o “cromosoma bivalente” b)Las cromátidas de cada cromosoma se separan a polos opuestos celulares c) La reproducción de los organismos puede ser asexual o sexual. En la asexual un sólo individuo da lugar por mitosis a células hijas que son genéticamente iguales a su progenitor. En la reproducción sexual intervienen 2 individuos aportando cada uno de ellos un gameto a célula sexual, los cuales se fusionan en un proceso denominado “fecundación”. Para evitar que la fusión de gametos suponga la duplicación del nº de cromosomas, es necesaria la meiosis; un proceso en el que se reduce el nº de cromosomas a la mitad. En la meiosis a partir de una célula madre diploide (2n) con 2 cromosomas homólogos de cada tipo, se forman 4 células haploides con un sólo cromosoma de cada clase (n). Ademas aumenta la varibilidad de la especie al producirse el sobrecruzamiento que da lugar a la recombinanción génica durante la Profase I en la subfase paquiteno MADRID / SEPTIEMBRE 05. LOGSE / BIOLOGIA / DIVISION CELULAR / OPCIÓN A / ACTIVIDAD 3 OPCIÓN A 3. En relación a la división de una célula somática animal: a) ¿Qué sucesos ocurren durante la profase? (0,5 puntos) b) ¿Qué diferencia existe entre anafase y telofase (1 punto). c) Realice un esquema de una célula 2n=4 en anafase (0,5 puntos): RESPUESTA: a) Las células somáticas animales se dividen por mitosis. La profase es la transición de la fase G2 del ciclo celular a la fase M, éste no es un proceso bien establecido, se habla de profase temprana, media y tardía. - Profase temprana: Los centriolos comienzan a moverse hacia los polos opuestos de la célula. La cromatina aparece visible a modo de grandes hebras nucléolo se dispersa y se hace menos evidente. - Profase media: Se completa la condensación de los cromosomas. Cada uno se compone de dos cromátidas unidas por el centrómero. Los centriolos continúan su movimiento hacia los polos de la célula y se observa que el huso acromático comienza a irradiar desde las zonas adyacentes a los centriolos. - Profase tardía: La envoltura nuclear comienza a dispersarse y desaparecer. El nucléolo ya no es visible. Los centriolos alcanzan los polos de la célula. Algunas fibras del huso se extienden desde el polo hasta el ecuador de la célula. Otras fibras del huso van de los polos a las cromátidas y se unen a los cinetocoros de los cromosomas. b) En anafase comienzan a separarse los dos juegos de cromátidas de cada cromosoma. Cada una de ellas tiene un centrómero que está unido por una fibra del huso a un polo. Cada cromosoma empieza a desplazarse hacia el polo al que está unido. Al final cada juego de cromosomas está ya cerca de su polo. Simultáneamente la célula se alarga. Comienza la división del citoplasma y aparece un surco de segmentación. En telofase aparecen poco a poco las envolturas nucleares alrededor de los núcleos hijos. Los cromosomas empiezan a ser menos visibles, al contrario que el nucléolo, que cada vez es más patente. Durante la mitosis el centriolo hijo de cada uno de los polos continúa creciendo hasta alcanzar su tamaño normal. En esta fase la duplicación de cada centriolo original se acaba y cada uno de los dos centriolos de cada polo comienza a generar un nuevo centriolo hijo en ángulo con él. EL huso desaparece al despolimerizarse los microtúbulos y las otras fibrillas implicadas. La citocinesis está prácticamente acabada. c) El esquema de una célula 2n=4 en anafase mitótica es el siguiente: MADRID / JUNIO 05. LOGSE / BIOLOGIA / DIVISION CELULAR / OPCIÓN A/ ACTIVIDAD 3 3. En relación a los cromosomas metafísicos: a) Defina qué son los telómeros, e indica cuantos tendría un cromosoma metacéntrico en la metafase mitótica (0,5 puntos). b) Explique qué entiende por centrómero y cinetocoro (0,5 puntos). c) ¿Cuántos brazos y cuántas cromátidas tendría un cromosoma metacéntrico? ¿Y uno telocéntrico? (0,5 puntos). d) Realice una representación gráfica de una pareja de cromosomas metacéntricos y otra de telocéntricos en metafase mitótica, y señale la presencia de una constricción secundaria en la pareja de metacéntricos (0,5 puntos). RESPUESTA: a) Los telómeros son los extremos de los brazos del cromosoma a modo de “casquete”. Desempeñan importantes funciones, destacando la de impedir que se pierda información en los extremos en cada ciclo de replicación. Además, evitan que los extremos de cromosomas diferentes se unan entre sí y facilitan la interacción entre los extremos y la envoltura nuclear. En metafase mitótica los cromosomas se encuentran dispuestos en el plano ecuatorial de la célula y todavía no se han separado las dos cromátidas que lo constituyen, por tanto, un cromosoma metafísico posee cuatro telómeros. b) El centrómero o constricción primaria es un estrangulamiento que divide al cromosoma en dos brazos del mismo o diferente tamaño. Contiene heterocromatina constitutiva, es decir, cromatina compactada y genéticamente inactiva en todas las células. La función del centrómero es mantener unidas a las dos cromátidas hermanas. El centrómero contiene al cinetocoro, de naturaleza proteica, que constituye la porción del cromosoma en la que se enganchan los microtúbulos del huso acromático que intervienen en la separación de las cromátidas hermanas durante la anafase de la meiosis y mitosis. c) En un cromosoma metacéntrico el centrómero ocupa una posición medial. Los dos brazos son de igual o similar longitud y posee dos cromátidas. En un cromosoma telocéntrico el centrómero ocupa uno de los extremos del cromosoma. Sólo parece un único brazo y posee dos cromátidas. d) Las constricciones secundarias también denominas organizadores nucleolares, son zonas estrechas en los brazos que están relacionadas con la formación del nucléolo al final de la mitosis. La representación gráfica de una pareja de cromosomas metacéntricos en metafase es la siguiente: La representación gráfica de un par de cromosomas telocéntricos en metafase mitótica es: MADRID / SEPTIEMBRE 04. LOGSE / BIOLOGÍA / DIVISIÓN CELULAR / OPCIÓN A / CUESTIÓN 3 OPCIÓN A 3. Con referencia a los procesos de división celular eucariótica: a) Establezca tres diferencias entre los acontecimientos que tiene lugar durante la profase mitótica y la profase I meiótica (1 punto). b) ¿Qué representa a meiosis en la reproducción y variabilidad de las especies (0,5 puntos). c) Haga un esquema de un bivalente indicando sus componentes (0,5 puntos). Solución: a) Las principales diferencias entre los acontecimientos ocurridos durante la profase mitótica y la profase meiótica I son las siguientes: 1. En la profase I meiótica se aparean los cromosomas homólogos mientras que en la mitótica no existe apareamiento. 2. Durante la profase I meiótica tiene lugar la recombinación génica por sobrecruzamiento entre cromosomas homólogos, mientras que en la profase mitótica no se produce este proceso. 3. La duración de la profase meiótica es mucho mayor que la de la profase mitótica. b) La importancia biológica de la meiosis reside en el intercambio de información genética que tiene lugar durante ésta y cuya consecuencia es la recombinación genética. Este proceso, junto con la mutación, conduce a un incremento de la variabilidad genética. De este modo, un individuo puede adquirir la mezcla más favorable de los caracteres de sus progenitores y así, en situaciones desfavorables, la reproducción sexual puede favorecer la adaptación al medio. c) Durante la subfase zigoteno de la Profase I de la meiosis los cromosomas homólogos se aparean hasta a estar completamente alineados. Este apareamiento se denomina sinapsis y da lugar a la formación de una estructura constituida por cuatro cromátidas denominada bivalente. MADRID / JUNIO 04. LOGSE / BIOLOGÍA / DIVISIÓN CELULAR / OPCIÓN A /CUESTIÓN 3 OPCIÓN A 3. Una determinada especie animal tiene tres pares de cromosomas: a) Indique cuántos cromosomas tendrá un espermatozoide, ¿cuántos tendrá un óvulo?. Razone la respuesta. b) Haga un esquema de la metafase mitótica de una célula de ese organismo (0,5 puntos). c) Indique en qué tipo de células de ese animal se llevaría a cabo la mitosis, ¿y la meiosis? (0,5 puntos). d) ¿Qué tipos de espermatozoides puede formar ese animal en función de los cromosomas sexuales?. Razone la respuesta (0,5 puntos). Solución: a) Los espermatozoides son células haploides, éstas son aquéllas cuya dotación cromosómica está formada por un solo juego de cromosomas, tal y como ocurre en los gametos. Al número de cromosomas de una célula haploide se le representa por la letra n. Si la célula representada posee 2n = 6 cromosomas, tanto el óvulo como el espermatozoide poseerá n = 3 cromosomas. b) En el siguiente esquema se representa una célula 2n=6 en metafase mitótica. c) La meiosis tiene lugar en todos los ciclos biológicos en los que se da un proceso de reproducción sexual. Es un tipo de división celular cuyo objetivo es la formación de células haploides (n), denominadas gametos (óvulos o espermatozoides), a partir de una célula diploide (2n). Las células sexuales se reproducen por meiosis. La mitosis interviene en el crecimiento de los seres pluricelulares y en la reproducción asexual de los organismos. Es un proceso de división celular mediante el cual, a partir de una célula madre, aparecen dos células hijas con idéntica dotación cromosómica que su progenitora. Las células somáticas del animal se reproducen por mitosis. d) Las espermatogoinas (células madre de los espermatozoides) contienen dos tipos de cromosomas sexuales: el cromosoma X y el cromosoma Y. Por tanto, ese animal puede formar 2 tipos de espermatozoides, los que poseen el cromosoma sexual X y los que contiene el Y. MADRID / SEPTIEMBRE 03. LOGSE / BIOLOGÍA / DIVISIÓN CELULAR/ OPCIÓN A / Nº 3 OPCIÓN A 3. En un organismo eucariótico con reproducción sexual, con un número cromosómico 2n= 4 y todos los cromosomas telocéntricos: a) Dibuje un esquema de una anafase II. (1 punto) b) ¿Cuál es el sentido biológico de la meiosis?. (1 punto) Solución: a) La meiosis es un proceso que consiste en dos divisiones celulares sucesivas que dan lugar a cuatro células haploides (n), denominadas gametos (óvulos o espermatozoides), a partir de una única célula diploide (2n). Por lo tanto, las células hijas poseen la mitad de cromosomas que la célula madre, son genéticamente diferentes entre sí y a la célula madre. Cuando los gametos se fusionan sus núcleos tras la fecundación, se recupera la dotación diploide en el zigoto. Las características de esta división son: 1. La meiosis tiene lugar en todos los ciclos biológicos en los que se da un proceso de reproducción sexual. 2. Consta de dos divisiones nucleares sucesivas con una sola duplicación previa del material genético. 3. El resultado de esta división es la aparición de cuatro núcleos haploides. 4. Durante el proceso meiótico tiene lugar un intercambio de material genético procedente de los dos gametos fusionados durante la fecundación. Antes de iniciarse la meiosis, durante la interfase, ha ocurrido la duplicación del ADN. Comienzan entonces las dos divisiones nucleares sucesivas: b) Durante la profase I de la primera división meiótica tiene lugar el fenómeno más característico de esta división celular que es el denominado sobrecruzamiento cromosómico. Éste ocurre en la subfase paquiteno en la cual los pares de cromosomas homólogos están estrechamente apareados adheridos en determinados puntos denominados quiasmas. En esta situación las cromátidas hermanas se entrecruzan y se fragmentan transversalmente dando lugar a un intercambio de ADN entre ellas. El significado biológico de la meiosis es que ésta tiene lugar en la reproducción sexual de los seres vivos. En este tipo de reproducción intervienen dos progenitores que combinan su información genética para formar un nuevo individuo que tendrá una mezcla de los caracteres de ambos. La consecuencia del intercambio de información hereditaria fruto del sobrecruzamiento cromosómico que tiene lugar durante la meiosis da lugar al fenómeno de recombinación genética, que es responsable, junto con la mutación, de la variabilidad y de la evolución de los seres vivos. MADRID / JUNIO 03. LOGSE / BIOLOGÍA / DIVISIÓN CELULAR / OPCIÓN A / Nº 3 OPCIÓN A 3. En una célula somática de una especie animal con un número cromosómico igual a 2n = 6. a) Representar un esquema de una profase y de una metafase. (1 punto) b) ¿Cuáles son los eventos principales de la anafase y de la telofase. (1 punto) Solución: a) En el siguiente esquema están representadas la profase y la Metafase de somática animal con número cromosómico 2n = 6. La mitosis es el proceso de división celular mediante el cual, a partir de una célula madre, aparecen dos células hijas con idéntica dotación cromosómica que su progenitora. La mitosis se suele dividir en cuatro fases para su estudio, aunque se trata de un proceso continuo. Dichas fases son PROFASE, METAFASE, ANAFASE y TELOFASE. Se habla de profase temprana, media y tardía. - Profase temprana: Los centriolos comienzan a moverse hacia los polos opuestos de la célula. La cromatina aparece visible a modo de grandes hebras largas y el nucléolo se dispersa y se hace menos evidente. - Profase media: Se completa la condensación de los cromosomas. Cada uno se compone de dos cromátidas unidas por el centrómero. Los centriolos continúan su movimiento hacia los polos de la célula y se observa que el huso acromático comienza a irradiar desde las zonas adyacentes a los centriolos. - Profase tardía: La envoltura nuclear comienza a dispersarse y desaparecer. El nucléolo ya no es visible. Los centriolos alcanzan los polos de la célula. Algunas fibras del huso se extienden desde el polo hasta el ecuador de la célula. Otras fibras del huso van de los polos a las cromátidas y se unen a los cinetocoros de los cromosomas. En metafase los cromosomas se van desplazando hacia el ecuador de la célula y se alinean de modo que los centrómeros se hallan en el plano ecuatorial. b) En anafase comienzan a separarse los dos juegos de cromátidas de cada cromosoma. Cada una de ellas tiene un centrómero que está unido por una fibra del huso a un polo. Cada cromosoma empieza a desplazarse hacia el polo al que está unido. Al final cada juego de cromosomas está ya cerca de su polo. Simultáneamente la célula se alarga. Comienza la división del citoplasma y aparece un surco de segmentación. Por último en la telofase aparecen poco a poco las envolturas nucleares alrededor de los núcleos hijos. Los cromosomas empiezan a ser menos visibles, al contrario que el nucléolo, que cada vez es más patente. Durante la mitosis el centríolo hijo de cada uno de los polos continúa creciendo hasta alcanzar su tamaño normal. En esta fase la duplicación de cada centriolo original se acaba y cada uno de los dos centriolos de cada polo comienza a generar un nuevo centriolo hijo en ángulo con él. EL huso desaparece al despolimerizarse los microtúbulos y las otras fibrillas implicadas. La citocinesis está prácticamente acabada. MADRID / SEPTIEMBRE 02. LOGSE / DIVISION CELULAR / OPCION A / EJERCICIO 3 3. Con respecto a la división meiótica: a) Explique qué es la meiosis cigótica y la meiosis gametogénica. Indique en cada caso en qué tipo de organismos se lleva a cabo. (0.5 puntos) b) Explique la importancia biológica de la meiosis. (1 punto) c) Dibuje una anafase II para una dotación cromosómica 2n=6. (0.5 puntos) Solución: a) El momento en que se lleva a cabo la meiosis es variable según los individuos. Según el momento del ciclo vital en el que se produce la meiosis en los individuos, se distinguen tres de organismos diferentes: diplontes, haplontes y haplodiplontes. - Los organismos diplontes se reproducen sexualmente y sufren meiosis gamética, es decir, que produce gametos. Éstos al fusionarse forman el zigoto, del que se desarrolla por mitosis un individuo adulto diplonte. Ej. El ser humano. Meiosis → Gameto femenino + Gameto masculino → Mitosis Individuo → adulto (2n) Zigoto (2n) → La meiosis gamética es típica de seres vivos que se reproducen sexualmente. - En los organismos haplontes, el zigoto sufre inmediatamente una meiosis zigótica para producir esporas. Éstas dan lugar a un individuo haplonte que dará gametos por mitosis. El ciclo haplonte es característico de individuos poco evolucionados, como algas verdes, algas pardas y hongos. b) La meiosis tiene lugar en todos los ciclos biológicos en los que se da un proceso de reproducción sexual. Es un tipo de división celular cuyo objetivo es la formación de células haploides (n), denominadas gametos (óvulos o espermatozoides), a partir de una célula diploide (2n). Las características principales de este proceso son: La importancia biológica de la meiosis reside en el intercambio de información genética que tiene lugar durante ésta y cuya consecuencia es la recombinación genética. Este proceso, junto con la mutación, conduce a un incremento de la variabilidad genética. De este modo, un individuo puede adquirir la mezcla más favorable de los caracteres de sus progenitores y así, en situaciones desfavorables, la reproducción sexual puede favorecer la adaptación al medio. c) Los acontecimientos que tienen lugar durante la anafase II meiótica son muy similares a los que ocurren en la anafase mitótica, comienzan a separarse los dos juegos de cromátidas de cada cromosoma. Cada una de ellas tiene un centrómero que está unido por una fibra del huso a un polo. Cada cromosoma empieza a desplazarse hacia el polo al que está unido. Al final cada juego de cromosomas está ya cerca de su polo. MADRID / JUNIO 02. LOGSE / BIOLOGIA / DIVISION CELULAR / OPCION A /EJERCICIO 3 3. Con referencia al ciclo celular y los procesos de división: a) Defina los siguientes términos: Periodo G1; cromosoma homólogo; sobrecruzamiento; haploide. (1 punto) b) Haga un esquema gráfico de una anafase II meiótica y de una anafase mitótica en un vegetal con una dotación cromosómica 2n=6. (0,5 puntos) c) Explique el significado biológico de la mitosis. (0,5 puntos) Solución: a) - Periodo G1: es el período más variable en el tiempo de la interfase del ciclo celular, pudiendo durar de 2 o 3 horas a muchos días, o incluso años. Es una fase de alta actividad metabólica en la que se sintetizan las proteínas para que la célula aumente de tamaño y realice sus funciones vitales. - En la dotación cromosómica de la mayoría de las células se distinguen dos series de cromosomas, una serie paterna y otra materna, de modo que cada cromosoma de una serie tiene uno igual pero no idéntico en la otra, por lo que se denominan cromosomas homólogos. Durante la meiosis, cada gameto recibe una única serie de cromosomas (mezcla de las dos series de la célula madre). - El sobrecruzamiento es un fenómeno que tiene lugar durante la profase I meiótica mediante el cual los pares de cromosomas homólogos se aparen estrechamente y se adhieren en determinados puntos denominados quiasmas. En esta situación las cromátidas hermanas se entrecruzan y se fragmentan transversalmente dando lugar a un intercambio de ADN entre ellas. - Una célula es haploide cuando su dotación cromosómica está formada por un solo juego de cromosomas. Al número de cromosomas de una célula haploide se le representa por la letra n. b) En el siguiente esquema gráfico están representadas la anafase II meiótica y la anafase mitótica de en un vegetal con una dotación cromosómica 2n=6: En la anafase de la 1ª división meiótica tiene lugar la separación de los cromosomas homólogos que se dirigen hacia los polos celulares. En anafase mitótica comienzan a separarse los dos juegos de cromátidas de cada cromosoma. Cada una de ellas tiene un centrómero que está unido por una fibra del huso a un polo. Cada cromosoma empieza a desplazarse hacia el polo al que está unido. Al final cada juego de cromosomas está ya cerca de su polo. c) La mitosis es un tipo de división celular mediante la cual, a partir de una célula madre, aparecen dos células hijas con idéntica dotación cromosómica que su progenitora. El comienzo de la mitosis viene indicado por el condensamiento de los cromosomas, luego la envoltura nuclear desaparece y cada cromosoma sufre una serie de movimientos muy concretos que conllevan a la separación de las cromátidas hermanas al dividirse el contenido nuclear. Aparecen después dos envolturas nucleares y el citoplasma se divide generando dos células hijas. El significado biológico de la mitosis es intervenir en el crecimiento de los organismos pluricelulares y en la reproducción asexual de los organismos. MADRID / SEPTIEMBRE 01. LOGSE / BIOLOGIA / DIVISION CELULAR / OPCION A / CUESTIÓN 3 3.-Respecto al ciclo celular de los organismos eucarióticos: a) Indique las etapas del mismo, y haga una breve descripción de los principales acontecimientos que tienen lugar en cada una de ellas (1 punto). b) Una célula haploide ¿puede experimentar meiosis? Razone la respuesta (0,5 puntos). c) Explique en qué se diferencia la metafase mitótica de la metafase I de la meiosis (0,5 puntos). Solución: a) Una propiedad de las células que están en crecimiento, tanto procariotas como eucariotas, es la capacidad de duplicar su ADN genómico y pasar copias idénticas de esta información a las células hijas. Este fenómeno se denomina ciclo celular, comprende el período de tiempo desde que se forma una células hasta que se divide y está constituido por dos etapas o estados claramente diferentes: - El estado de división celular o mitosis y separación de las células hijas. - El estado de no división o interfase o periodo de crecimiento celular. En este estado la célula realiza sus funciones habituales y, si está destinada a la división celular, la duplicación o replicación del ADN. La interfase comprende a su vez tres períodos: G1, S y G2 y dura aproximadamente el 90 % del total del ciclo celular. - Fase G1: es el período más variable en el tiempo del ciclo celular, pudiendo durar de 2 o 3 horas a muchos días, o incluso años. Es una fase de alta actividad metabólica, donde los genes se transcriben y traducen en proteínas. La observación de esta fase al microscopio electrónico se caracteriza por la presencia del diplosoma que está formado únicamente por los dos centriolos característicos. Hay determinadas células que detienen su ciclo en la fase G0, experimentan una serie de transformaciones que las conducen a una diferenciación celular, de modo que la célula se especializa y expresa sólo aquellos genes que le permiten desempeñar su actividad concreta en el tejido. Es el caso de células altamente especializadas, como las neuronas, cuya diferenciación celular no las permite volver a dividirse. - Fase S: su nombre viene de “síntesis” ya que durante esta fase ocurre la replicación del ADN y la síntesis de proteínas e histonas. Cada molécula de ADN se replica en dos moléculas idénticas de ADN; de modo que las histonas y las otras proteínas cromosómicas se unen rápidamente al nuevo ADN. Comienza la duplicación del diplosoma, al formar cada centriolo otro perpendicular a él. - Fase G2: Durante esta fase no hay síntesis de ADN, aunque si éste está dañado, se puede reparar. Se produce un continuo crecimiento celular y continúa también la síntesis de otras macromoléculas (ARN, proteínas, lípidos, microtúbulos del huso acromático,...). Los centriolos, ya duplicados, forman dos diplosomas que permanecen reunidos en el mismo centrosoma. Tras la fase G2 la célula entra en la fase M (de mitosis) en la cual la célula se divide en dos células hijas. b) Una célula haploide no puede experimentar nunca meiosis. La meiosis tiene lugar en todos los ciclos biológicos en los que se da un proceso de reproducción sexual. Es un tipo de división celular cuyo objetivo es la formación de células haploides (n), denominadas gametos (óvulos o espermatozoides), a partir de una célula diploide (2n). c) En metafase mitótico los cromosomas se van moviendo hacia el ecuador de la célula y se alinean de modo que los centrómeros se hallan en el plano ecuatorial. En la metafase I meiótica son los cromosomas homólogos (bivalentes) los que se sitúan en el ecuador de la célula. MADRID / JUNIO 01. LOGSE / BIOLOGIA / DIVISION CELULAR / OPCION A /CUESTIÓN 3 3) En relación con los procesos de mitosis y meiosis: a) ¿En cuál de los dos procesos se producen bivalentes?. Dibuje un bivalente (0,5 puntos). b) Mencione en qué fase se separan los bivalentes y explique qué acontecimientos tienen lugar durante un metafase mitótica (0,75 puntos). c) Dibuje la anafase I meiótica de un organismo 2n=6 cromosomas (0,75 puntos). Solución: a) Durante la subfase zigoteno de la Profase I de la meiosis los cromosomas homólogos se aparean hasta a estar completamente alineados. Este apareamiento se denomina sinapsis y da lugar a la formación de una estructura constituida por cuatro cromátidas denominada bivalente. b) La separación de los bivalentes se produce en la Anafase I meiótica, es un momento esencial de la meiosis puesto que tiene lugar la reducción cromosómica. Cada cromosoma se separa de su homólogo y se dirigen hacia los dos polos celulares. La mitosis es el proceso de división celular mediante el cual, a partir de una célula madre, aparecen dos células hijas con idéntica dotación cromosómica que su progenitora. El comienzo de la mitosis viene indicado por el condensamiento de los cromosomas, luego la envoltura nuclear desaparece y cada cromosoma sufre una serie de movimientos muy concretos que conllevan a la separación de las cromátidas hermanas al dividirse el contenido nuclear. Aparecen después dos envolturas nucleares y el citoplasma se divide generando dos células hijas. La mitosis consta de las siguientes fases: a: Interfase. b: Profase. c: Metafase. d: Anafase. e: Telofase. Durante la metafase mitótica los cromosomas se sitúan en el ecuador de la célula y se alinean de modo que los centrómeros se hallan en el plano ecuatorial. c) La representación de la Anafase I meiótica de un organismo con 2n=6 cromosomas es la siguiente: MADRID / SEPTIEMBRE 00. LOGSE / BIOLOGIA / DIVISION CELULAR / OPCION A / EJERCICIO 3 OPCION A 3. Respecto al ciclo celular. a) Defina el estado de interfase de dicho ciclo, indique en qué forma se encuentran el material genético de la célula en ese estado (0,5 puntos). b) Señale los distintos períodos en los que se divide la interfase (0,75 puntos ). c) Explique lo que ocurre en cada uno de ellos (0,75 puntos ). Solución: a) Una propiedad de las células que están en crecimiento, tanto procariotas como eucariotas, es la capacidad de duplicar su ADN genómico y pasar copias idénticas de esta información a las células hijas. Este fenómeno se denomina ciclo celular, comprende el período de tiempo desde que se forma una células hasta que se divide y está constituido por dos etapas o estados claramente diferentes: - El estado de división celular o mitosis y separación de las células hijas. - El estado de no división o interfase o periodo de crecimiento celular. En este estado la célula realiza sus funciones habituales y, si está destinada a la división celular, la duplicación o replicación del ADN. El material genético o ADN de una célula eucariota que se encuentra en interfase se asocia a unas proteínas denominadas histonas constituyendo una estructura denominada cromatina. b y c)La interfase comprende a su vez tres períodos: G1, S y G2 y dura aproximadamente el 90 % del total del ciclo celular. - Fase G1: es el período más variable en el tiempo del ciclo celular, pudiendo durar de 2 o 3 horas a muchos días, o incluso años. Es una fase de alta actividad metabólica, donde los genes se transcriben y traducen en proteínas. La observación de esta fase al microscopio electrónico se caracteriza por la presencia del diplosoma que está formado únicamente por los dos centriolos característicos. Hay determinadas células que detienen su ciclo en la fase G0, experimentan una serie de transformaciones que las conducen a una diferenciación celular, de modo que la célula se especializa y expresa sólo aquellos genes que le permiten desempeñar su actividad concreta en el tejido. Es el caso de células altamente especializadas, como las neuronas, cuya diferenciación celular no las permite volver a dividirse. - Fase S: su nombre viene de “síntesis” ya que durante esta fase ocurre la replicación del ADN y la síntesis de proteínas e histonas. Cada molécula de ADN se replica en dos moléculas idénticas de ADN; de modo que las histonas y las otras proteínas cromosómicas se unen rápidamente al nuevo ADN. Comienza la duplicación del diplosoma, al formar cada centriolo otro perpendicular a él. - Fase G2: Durante esta fase no hay síntesis de ADN, aunque si éste está dañado, se puede reparar. Se produce un continuo crecimiento celular y continúa también la síntesis de otras macromoléculas (ARN, proteínas, lípidos, microtúbulos del huso acromático,...). Los centriolos, ya duplicados, forman dos diplosomas que permanecen reunidos en el mismo centrosoma. Tras la fase G2 la célula entra en la fase M (de mitosis) en la cual la célula se divide en dos células hijas. MADRID / JUNIO 00. COU / BIOLOGÍA / DIVISION CELULAR / OPCION A / EJERCICIO 2 OPCION A 2. Mitosis: a) Definición y significado biológico. b) Tipos de microtúbulos implicados en este proceso. Solución: a) La mitosis es un tipo de división celular mediante la cual, a partir de una célula madre, aparecen dos células hijas con idéntica dotación cromosómica que su progenitora. El comienzo de la mitosis viene indicado por el condensamiento de los cromosomas, luego la envoltura nuclear desaparece y cada cromosoma sufre una serie de movimientos muy concretos que conllevan a la separación de las cromátidas hermanas al dividirse el contenido nuclear. Aparecen después dos envolturas nucleares y el citoplasma se divide generando dos células hijas. El significado biológico de la mitosis es intervenir en el crecimiento de los organismos pluricelulares y en la reproducción asexual de los organismos. b) Los microtúbulos son filamentos proteicos formados por tubulina, cilíndricos, uniformes y rectilíneos, que se encuentra dispersos en el citoplasma o formado parte de cilios, flagelos y centríolos. La función de los microtúbulos en la mitosis es la formación del huso mitótico o acromático, que es la estructura que se forma al inicio de la cariocinesis y se encarga de organizar el movimiento de los cromosomas. Por otro lado, el centrosoma es una estructura sin membrana, presente en todas las células animales susceptibles de dividirse. Salvo algunas excepciones, no existe en las células vegetales. El centrosoma, consta de un cuerpo central formado por dos centríolos, rodeado de material pericentriolar, electrónicamente denso y amorfo. En la actualidad, al conjunto de esos dos componentes se le denomina centro organizador de microtúbulos. De él, derivan todas aquellas estructuras que estén formadas por microtúbulos, incluido el huso mitótico. En el caso de las células vegetales, que carecen de centrosoma, los microtúbulos se forman a partir de una zona difusa que a veces hace de centro organizador de microtúbulos. MADRID / SEPTIEMBRE 99 COU / BIOLOGÍA / DIVISIÓN CELULAR / OPCIÓN A / Nº 4 4.- Meiosis: a) Definición e importancia biológica. b) Clasificación de los organismos según el momento del ciclo biológico en el que se produce la meiosis. Solución: a) La meiosis tiene lugar en todos los ciclos biológicos en los que se da un proceso de reproducción sexual. Es un tipo de división celular cuyo objetivo es la formación de células haploides (n), denominadas gametos (óvulos o espermatozoides), a partir de una célula diploide (2n). Las características principales de este proceso son: - Una célula diploide (2n) sufre dos divisiones celulares sucesivas dando lugar a cuatro células haploides (n) genéticamente diferentes a ella y dsitintas entre sí. Cuando los gametos o células haploides fusionan sus núcleos tras la fecundación, se recupera la dotación diploide en el zigoto. - Tiene lugar el fenómeno de recombinación génica o intercambio de material genético entre las cromátidas de cromosomas homólogos. Por lo tanto, es un mecanismo que da lugar a un aumento de la variabilidad genética. La importancia biológica de la meiosis reside en el intercambio de información genética que tiene lugar durante ésta y cuya consecuencia es la recombinación genética. Este proceso, junto con la mutación, conducen a un incremento de la variabilidad genética. De este modo, un individuo puede adquirir la mazcla más favorable de los caracteres de sus progenitores y así, en situaciones desfavorables, la reproducción sexual puede favorecer la adaptación al medio. b) El momento en que se lleva a cabo la meiosis es variable según los individuos. Atendiendo a el momento en que éste se produce en los individuos, se distinguen tres de organismos diferentes: diplontes, haplontes y haplodiplontes. - Los organismos diplontes sufren meiosis gamética, que produce gametos. Éstos forman el zigoto, del que se desarrolla por mitosis un individuo adulto diplonte. - En los organismos haplontes, el zigoto sufre inmediatamente una meiosis zigótica para producir esporas. Éstas dan lugar a un individuo haplonte que dará gametos por mitosis. - Los organismos haplodiplontes o diplohaplontes, pasan parte de su ciclo vital como individuos haplontes y parte como diplontes. El zigoto da lugar a un organismo diploide, que, por meiosis esporogénica, forma esporas haplontes. Éstas, cuando germinan, dan lugar a otro individuo diferente, haploide, que en algún momento produce gametos por mitosis. Estos se unirán y formarán de nuevo un organismo diploide. MADRID / JUNIO 99 COU / BIOLOGÍA / DIVISIÓN CELULAR / OPCIÓN A / Nº 3 3.- Mitosis y meiosis. a) Significado biológico de estos procesos. b) ¿En qué tipos de células se localizan estos procesos?. Solución: Uno de los puntos básicos de la teoría celular es el que afirma que toda célula procede de otra célula; la célula es la unidad reproductora de los seres vivos. En efecto, las células se dividen, dando origen a nuevas células de características similares a las que les preceden. El crecimiento, desarrollo y reproducción de los organismos unicelulares y pluricelulares vienen condicionados por el proceso de división celular. Ésta supone la división del material hereditario contenido en el núcleo y la división del citoplasma. Existen dos tipos de división celular: - la mitosis - la meiosis a) La mitosis interviene en el crecimiento de los seres pluricelulares y en la reproducción asexual de los organismos. Es un proceso de división celular mediante el cual, a partir de una célula madre, aparecen dos células hijas con idéntica dotación cromosómica que su progenitora. La meiosis tiene lugar en todos los ciclos biológicos en los que se da un proceso de reproducción sexual. Es un tipo de división celular cuyo objetivo es la formación de células haploides (n), denominadas gametos (óvulos o espermatozoides), a partir de una célula diploide (2n). Las características principales de este proceso son: - Una célula diploide (2n) sufre dos divisiones celulares sucesivas dando lugar a cuatro células haploides (n) genéticamente diferentes a ella y dsitintas entre sí. Cuando los gametos o células haploides fusionan sus núcleos tras la fecundación, se recupera la dotación diploide en el zigoto. - Tiene lugar el fenómeno de recombinación génica o intercambio de material genético entre las cromátidas de cromosomas homólogos. Por lo tanto, es un mecanismo que da lugar a un aumento de la variabilidad genética. b) La mitosis tiene lugar: - En las células que intervengan en la reprudcción asexual. - En las células en crecimiento de los organismos pluricelulares. La meiosis tiene lugar únicamente en las células implicadas en formar los gametos en los seres que se reproducen sexualmente. En los vertebrados, las ovogonias sufren meiosis y dan lugar a óvulos, y las espermatogonias dan espermatozoides por meiosis.