Autoevaluaciones BIOLOGIA C Educación Adultos 2000 0800-999-33822 www.buenosaires.gov.ar/educacion/comunidad/adultos2000 Material de distribución gratuita gobBsAs SECRETARÍA DE EDUCACIÓN Programa Educación Adultos 2000 Coordinador pedagógico: Lic. Roberto Marengo Equipo técnico-pedagógico: Lic. Valeria Cohen Lic. Daniel López Lic. Norma Merino Lic. Noemí Scaletzky Lic. Alicia Zamudio Biología C Coordinador/a: Prof. David Aljanati Prof. Laura Lacreu Equipo docente: Prof. Marcela Charbuki Prof. Javier Clusellas Prof. Celina Corrado Prof. Silvia Iglesias Prof. Julio Manjón Prof. Adriana Rossi Prof. Stella Maris San Sebastián Prof. Alejandro Tonizzo Asesor de alumnos: Lic. Clarisa Marzioni Guía de estudios Biología C Coordinación de la producción y edición: Lic. Norma Merino Lic. Noemí Scaltzky Especialistas en contenidos: Prof. David Aljanati Prof. Laura Lacreu Procesamiento didáctico: Lic. Elizabeth Gothelf Lic. Marisa Najchauz Supervisión legal: Dra. Fabiana Leonardo Diseño gráfico y diagramación: Juan Carlos Badino Autoevaluaciones BIOLOGIA C Educación Adultos 2000 0800-999-33822 www.buenosaires.gov.ar/educacion/comunidad/adultos2000 Material de distribución gratuita gobBsAs SECRETARÍA DE EDUCACIÓN BIOLOGÍA Actividad nº. 1 Vuelva al principio de la Unidad, a las Actividades de Anticipación n° I a V. Responda nuevamente por escrito las cinco actividades. Luego compare las respuestas actuales con las que escribió al comenzar el estudio de la guía. Actividad nº. 2 La información que se encuentra en el siguiente cuadro expresa el resultado del análisis de proteínas de un organismo. En él se detalla el tipo y la cantidad de aminoácidos que éstas contienen. a. Compare las proteínas A, B y C. ¿Cuál de ellas es sin lugar a dudas diferente de las otras dos? Justifique Tipo de proteína Tipo de aminoácido Cantidad de aminoácidos Proteína A Alanina Leucina Lysina Serina 7 4 12 9 Proteína B Alanina Histidina Leucina Metionina 26 3 15 6 Alanina Leucina Lysina Serina 7 4 12 9 Proteína C b. ¿Qué datos le permiten suponer que las otras dos proteínas pueden ser iguales? ¿La información existente es suficiente para fundamentar su respuesta? Justifique. Actividad nº. 3 a. Complete el siguiente cuadro ubicando, en la columna denominada Polímero o Monómero, las moléculas que se mencionan debajo, según corresponda a cada caso. ribonucléotidos - proteínas - desoxirribonucleótidos - ADN - aminoácidos - ARN Polímero Monómero Biología C ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN 5 UNIDAD 1 Actividades de autoevaluación b. ¿Cuáles son las bases nitrogenadas que forman los nucleótidos del ADN? c. ¿Qué importancia tiene la secuencia de las bases nitrogenadas de los nucleótidos que se encuentran en la cadena de ADN? Actividad nº. 4 Observe los siguientes esquemas que muestran distintas formas de representar el material genético: Esquema 1 Esquema 2 Esquema 3 Esquema 4 a. ¿Qué nombre recibe cada una de las diferentes formas en que está representado el material genético en los esquemas? b. Ordene los esquemas de menor a mayor complejidad. Justifique dicho ordenamiento. 6 EDUCACIÓN ADULTOS 2000 Biología Actividad nº. 5 a. Complete el cuadro indicando las diferencias entre el ADN y los ARN Características ADN ARN Tipo de nucleótido (según el tipo de azúcar) Nombre de las bases nitrogenadas de los nucleótidos Nº de cadenas ¿Está presente en el núcleo? ¿Está presente en el citoplasma? b. ¿Por qué se dice que los ARNt cumplen la función de “traductores”? c. ¿Qué características de su estructura les permite cumplir esa función? Actividad nº. 6 Observe los siguientes esquemas: Esquema 1* Esquema 2* * Biología III Ed Colihue Op. Cit. Biología C ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN 7 a. ¿Qué evento representa cada uno de ellos? b. Complete las líneas punteadas del Esquema 1 con el nombre del proceso que ocurre en cada caso. c. ¿Cuál de los dos esquemas se relaciona con la formación de cromátidas hermanas? Justifique su respuesta. Actividad nº. 7 Observe las siguientes fotografías que muestran células con su núcleo y el material nuclear en su interior: a. Marque con una C aquellas células que están en período de crecimiento, y con una D las que están próximas a dividirse. b. ¿Qué tomó en cuenta para responder el ítem a.? Justifique su respuesta. 8 EDUCACIÓN ADULTOS 2000 Biología Actividad nº. 8 Complete el cuadro siguiente, tomando como referencia la secuencia de bases del ADN que se presenta. Para resolver esta actividad puede consultar el cuadro de tripletes que está justo antes de la Actividad nº 9 de la guía. Tenga en cuenta que en dicho cuadro se consigna la relación entre los tripletes correspondientes al ARNm (codones) y los aminoácidos. Secuencia de ADN GCAGGAGGACAA Codones (ARNm) Anticodones (ARNt) Secuencia de Aminoácidos (proteína) Actividad nº. 9 Los siguientes casos representan distintas situaciones que pudieron haber sucedido como consecuencia del ejemplo presentado en la Actividad N° 8: Caso 1: Durante el proceso de transcripción, la enzima coloca un nucleótido en lugar de otro. Caso 2: Durante el proceso de transcripción, la enzima intercala un nucleótido de más. Caso 3: Durante la síntesis de un ARNt, la enzima coloca un nucleótido diferente en la zona del anticodón. a. Tome los casos 1 y 2 y complete el siguiente cuadro (un cuadro para cada caso), describiendo el resultado de la síntesis de proteínas. Tome como referencia los datos de la Actividad nº 8 de esta Autoevaluación. Secuencia de ADN GCAGGAGGACAA Codones (ARNm) Secuencia de Aminoácidos (proteína) b. ¿Cuál es la consecuencia en la estructura de la proteína resultante, en cada uno de los tres casos? c. ¿Alguno de los casos anteriores constituye una mutación? Justifique la respuesta. Biología C ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN 9 Actividad nº. 10 La diabetes es una enfermedad derivada de la escasez o ausencia de una proteína denominada insulina en la sangre. Aunque esta enfermedad no se cura, las personas que padecen diabetes pueden inyectarse insulina producida artificialmente y esta actúa del mismo modo que lo haría la insulina propia. La insulina se sintetiza igual que cualquier otra proteína: a partir de la información genética contenida en una secuencia de nucleótidos (gen) del ADN de las células. Este gen se encuentra en las células humanas y en las de los vertebrados en general, pero no en las de otros organismos. En los últimos años se ha logrado la producción de insulina humana por técnicas de ingeniería genética, insertando un trozo de ADN que contiene el gen de la insulina, en el núcleo de la bacteria Escherichia coli. (Estas bacterias no poseen naturalmente este gen, y por lo tanto no producen insulina). Una vez que se insertó el gen, la maquinaria celular de la bacteria lo “lee” y sintetiza insulina. Los descendientes de estas bacterias también pueden sintetizarla. a. Para la síntesis de la insulina es necesaria la síntesis del ARNm, de los ARNr y de los ARNt. • Indique para cada uno de estos ARN, dónde está la información que hace posible que la bacteria fabrique insulina. b. También la bacteria necesita: • Nucleótidos para la síntesis de los distintos ARN. • Aminoácidos para la síntesis de la proteína. ¿De dónde provienen estos nucleótidos y aminoácidos? c. Redacte un texto que permita comprender la relación entre sus respuestas a los puntos a. y b. con el hecho de que el código genético es universal. Actividad nº. 11 El siguiente esquema representa el ciclo celular de una célula somática. Caracterice a cada uno de los cuatro períodos en que se lo ha dividido: M, G1, S y G2. S G2 G1 M 10 EDUCACIÓN ADULTOS 2000 Biología Actividad nº. 12 A continuación esquematizamos dos momentos distintos del proceso de mitosis en una célula 2n = 4: a. Escriba en la línea punteada que aparece debajo de cada esquema, el nombre de la fase que corresponde. b. ¿En cuál de las fases los cromosomas están formados por una cromátide, y en cuál por dos? c. ¿En qué momento del ciclo celular se restituyen las dos cromátides?, ¿a través de qué proceso? d. ¿Por qué razón, para hacer un cariotipo, generalmente se seleccionan células que estén en metafase? Biología C ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN 11 Respuesta a las actividades de autoevaluación BIOLOGÍA Actividad nº. 1 AC T I V I D A D n º . I a. Esquema de la célula eucarionte vegetal. b. El material genético se encuentra en el núcleo. c. El material genético es el portador de la información genética de un individuo y de la especie a la que pertenece. Su función es doble: por un lado regular el funcionamiento de las células, y por otro, transmitir la información genética de generación en generación. d. Diferencia entre las células eucariontes y procariontes: Células eucariontes Células procariontes • El material genético está dentro del • El material genético está “desnudo” (no se asocia a proteínas). núcleo. • El material genético está disperso en el • El material genético está asociado con citoplasma. proteínas llamadas histonas. 12 EDUCACIÓN ADULTOS 2000 Biolgía AC T I V I D A D n º . I I a. Nivel de organización Componentes Celular Célula Subcelular mitocondrias, ribosomas, núcleo celular Macromolecular ADN, proteínas Molecular Agua b. Centraremos nuestra atención en el nivel subcelular y macromolecular. Naturalmente, también estaremos trabajando en los otros dos niveles. AC T I V I D A D n º . I I I a. Las proteínas son polímeros porque están formadas por la repetición de unidades menores o monómeros. Estos monómeros se denominan aminoácidos. b. Las enzimas son un tipo de proteínas cuya función es la de regular las reacciones metabólicas del organismo. c. Con 20 tipos diferentes de aminoácidos se pueden lograr miles de combinaciones. Cada una de esas combinaciones da lugar a una proteína distinta. La cantidad y el tipo de aminoácidos, así como el orden en que se encuentren, definen el tipo de proteína. Dos proteínas con igual número y tipo de aminoácidos serán diferentes si cambia el orden de los aminoácidos. AC T I V I D A D n º . I V a. El ADN es un polímero porque, al igual que las proteínas, está formado por monómeros. Los monómeros que forman al ADN se denominan nucleótidos. b. El ADN está formado por una doble cadena de nucleótidos. Esa doble cadena no es lineal sino que se “retuerce” formando una estructura denominada doble hélice. c. Cada nucleótido que forma el ADN está constituido por un azúcar y una base nitrogenada. Las “barandas” están formadas por los azúcares (adenosina) unidos entre sí. Los “peldaños” están formados por las bases nitrogenadas enfrentadas. d. Los azúcares son siempre los mismos; en cambio, las bases nitrogenadas son cuatro y varían a medida que se recorre la cadena. Biología C RESPUESTAS A LAS ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN 13 AC T I V I D A D n º . V El siguiente es un posible texto que relaciona los conceptos de ADN, material genético, cromosomas y genes: El material genético está constituido por ADN. Las moléculas de ADN pueden estar muy condensadas formando los cromosomas. Los genes son porciones de ADN que poseen información para la síntesis de una determinada secuencia de aminoácidos. Actividad nº. 2 a. La proteína B es, con seguridad, diferente de las otras dos, ya que no tiene el mismo tipo de aminoácidos ni en la misma proporción. b. Las proteínas A y C podrían ser iguales porque tienen el mismo tipo de aminoácidos y cada uno se encuentra en igual proporción en ambas proteínas. Sin embargo, no se puede asegurar que sean iguales, ya que no se sabe en qué secuencia están ordenados los aminoácidos. Si variara la secuencia, las proteínas resultantes serían diferentes. Actividad nº. 3 a. La ubicación correcta del material genético es la siguiente: Polímero Monómero ADN desoxirribonucleótidos ARN ribonucleótidos proteínas aminoácidos b. Los nucleótidos del ADN están formados por cuatro bases distintas: adenina, guanina, timina y citosina. c. La secuencia de las bases nitrogenadas es importante, ya que constituye la información para la síntesis de proteínas. Una determinada secuencia de bases se corresponde con una determinada secuencia de aminoácidos, es decir, con una determinada proteína. 14 EDUCACIÓN ADULTOS 2000 Biología Actividad nº. 4 a. El esquema 1 representa un cromosoma. El esquema 2, la doble cadena de nucleótidos. El esquema 3, la doble hélice. El esquema 4, la cromatina. b. Esquemas ordenados de menor a mayor complejidad: 1º: doble cadena de nucleótidos 2º: doble hélice 3º: cromatina 4º: cromosoma La doble cadena de nucleótidos es la forma más sencilla en que puede representarse el ADN. Esta estructura se hace más compleja al estar torsionada en el espacio, formando la doble hélice. A su vez, cuando la doble hélice se encuentra asociada con proteínas (como ocurre en los organismos eucariontes) forma la cromatina. Finalmente, la cromatina superenrollada y condensada forma los cromosomas. Actividad nº. 5 a. Diferencias entre el ADN y los ARN: Características ADN ARN Tipo de nucleótido (según el tipo de azúcar) desoxirribonucleótido ribonucleótido Nombre de las bases nitrogenadas de los nucleótidos adenina, guanina, citosina, timina adenina, guanina, citosina, uracilo Nº de cadenas dos una Está presente en el núcleo? si si Está presente en el citoplasma? no si Biología C RESPUESTAS A LAS ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN 15 b) Los ARNt cumplen la función de “traductores” porque pueden “leer” tanto el lenguaje del ADN (que se basa en la secuencia de nucleótidos) como el de las proteínas (que se basa en la secuencia de aminoácidos). c) Cada ARNt se une en uno de sus extremos con un determinado aminoácido. En otro extremo posee un anticodón, es decir, una secuencia de 3 nucleótidos cuyas bases nitrogenadas son complementarias del codón que codifica para el aminoácido al cual está unido. Cuando el ARNt se une al codón del ARNm el aminoácido está colocado en la posición indicada por la información genética. Cuando los distintos ARNt ubican a sus aminoácidos en el lugar indicado, estos quedan ordenados según la secuencia del ARNm, que a su vez es complementaria de la del ADN. En el siguiente gráfico podrá observar la molécula de ARNt*: Actividad nº.6 a) El esquema 1 representa la síntesis de proteínas, y el esquema 2 la duplicación del ADN. b) Síntesis de proteínas. * Biología III. Ed. Colihue Op. Cit. Pág. 145 16 EDUCACIÓN ADULTOS 2000 Biología c. El esquema 2 se relaciona con la formación de cromátidas hermanas. El ADN se duplica poco antes de que se produzca la división celular. Luego de la duplicación y antes de la división, la cromatina se enrolla y condensa formando los cromosomas. Como el ADN que forma la cromatina está duplicado, cada cromosoma estará formado por las dos cadenas resultantes de la duplicación. Cada una de esas cadenas condensada es una cromátide. Actividadnº 7 a. Las células que están creciendo están marcadas con una C; y las que están por dividirse, con una D. b. Las células que están en período de crecimiento se distinguen de las otras porque son más pequeñas (justo antes de dividirse es cuando han alcanzado su máximo tamaño), y también porque la cromatina está dispersa, ya que la célula está activa sintetizando proteínas. En cambio, antes de la división, la cromatina se organiza y se condensa formando los cromosomas. Biología C RESPUESTAS A LAS ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN 17 Actividad nº. 8 Secuencia de ADN GCAGGAGGACAA Codones (ARNm) CGUCCUCCUGUU Anticodones (ARNt) GCA GGA GGA CAA Secuencia de Aminoácidos (proteína) Arg - pro - pro - val Actividad nº. 9 a) y b) En los siguientes cuadros se señalan con negrita los nucleótidos erróneos Caso 1 Secuencia de ADN GCAGGAGGACAA Codones CUUCCUCCUGUU Secuencia de Aminoácidos (proteína) Leu - pro - pro - val CONSECUENCIA: Al reemplazar un nucleótido por otro equivocado, se modificó un solo aminoácido de la proteína. Caso 2 Secuencia de ADN GCAGGAGGACAA Codones CGUUCCUCCUGUU Secuencia de Aminoácidos (proteína) Arg - Ser - Ser - Cys CONSECUENCIA: Al intercalar un nucleótido, cambió toda la secuencia de codones. Por lo tanto, a partir del lugar en que se intercaló el nucleótido, cambiarán completamente los aminoácidos que forman la proteína. 18 EDUCACIÓN ADULTOS 2000 Biología Caso 3 CONSECUENCIA: La proteína tendrá un solo aminoácido erróneo. Por ejemplo, si el ARNt es el que transporta a la Arg, se unirá a ella por su extremo; pero como su anticodón está equivocado, se unirá a un codón que no corresponde a la Arg. c. No, ninguno de los casos mencionados constituye una mutación, ya que las mutaciones son cambios que se producen en el ADN. Actividad nº. 10 a. La información para la síntesis del ARNm se encuentra en el trozo de ADN insertado en la E.coli, ya que esa información no se encuentra en las bacterias. (Estas, como dijimos, no sintetizan naturalmente insulina). Pero el ADN de las bacterias tiene información para la síntesis del ARN y de todos los ARNt correspondientes a los 20 aminoácidos; de manera que ésta proviene del ADN bacteriano. b. Tanto los nucleótidos como los aminoácidos necesarios para la síntesis están en la bacteria, y son los que ella misma utiliza para sintetizar sus propias proteínas y los ARN. Estos componentes provienen de la digestión de los alimentos que ingiere la bacteria. c. La universalidad del código genético tiene por lo menos dos consecuencias importantes. En primer lugar, la equivalencia entre codones, anticodones y aminoácidos es la misma en cualquier célula de cualquier ser vivo. En segundo lugar, el mecanismo de traducción también es el mismo: los ARNt, cualquiera sea su procedencia, pueden ubicar un aminoácido en su lugar correcto. El hecho de que el código genético sea universal es lo que permite introducir información de unos organismos en otros y “forzarlos” a sintetizar proteínas que antes no sintetizaban. Actividad nº. 11. En el ciclo celular se pueden identificar cuatro períodos diferenciados. Uno de ellos corresponde a la mitosis (M), y se caracteriza porque durante ese período se producen los principales sucesos de la división celular. Los otros tres períodos corresponden, en conjunto, a lo que se llama interfase. Dentro de esta fase se distingue el período G1, inmediatamente posterior a la división celular, durante el cual ocurre una gran actividad metabólica, ya que la célula está creciendo y por lo tanto sintetizando sustancias que pasarán a formar parte de las distintas estructuras celulares. También la célula respira activamente porque requiere grandes cantiBiología C RESPUESTAS A LAS ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN 19 dades de energía. Durante el período S, también llamado período sintético, se duplica el material genético, es decir, se sintetiza una segunda molécula de ADN idéntica a la original, de manera que a partir de esta etapa habrá dos moléculas de ADN. Finalmente, el período G2 precede a la mitosis y se caracteriza porque durante el mismo se prepara la maquinaria para la división celular (por ejemplo, comienza a formarse el huso mitótico). a. Fases del proceso de mitosis. b. En la anafase los cromosomas están formados por una cromátide. En la metafase, están formados por dos cromátides. c. Las dos cromátides se restituyen durante el período S del ciclo celular, en el cual se lleva a cabo la duplicación del ADN. d. El cariotipo es la representación del conjunto de los cromosomas de una especie, y muestra tanto el número como el tamaño y la forma de cada uno de ellos. Durante la metafase, los cromosomas están bien enrollados y por lo tanto se ven nítidamente. Como aún no se han separado las cromátides, es posible visualizar claramente su forma y tamaño. Además, están alineados en el ecuador, lo cual facilita el recuento y la visualización de los pares homólogos. 20 EDUCACIÓN ADULTOS 2000 Biología BIOLOGÍA Actividad nº. 1 a. Complete el siguiente cuadro que compara los distintos tipos de reproducción, teniendo en cuenta las características que se mencionan: Tipo de reproducción Fisión binaria Mitosis Gemación Características Reproducción sexual Parte del organismo que participa (todo, una parte cualquiera, una parte especializada) Comparación entre progenitores y descendientes (iguales o parecidos) UNIDAD 2 Actividades de autoevaluación Permanencia del progenitor (el progenitor persiste o no persiste luego del proceso) Ejemplo de organismo en que se presenta b. En los organismos que se reproducen asexualmente, ¿en qué caso podría ocurrir que los descendientes no fueran iguales a los progenitores? c. Lea el siguiente texto: Algunas estrellas de mar pueden reproducirse desprendiendo una parte de uno de sus brazos, la cual regenera luego el individuo completo. ¿Mediante qué mecanismo celular se regenera el organismo completo a partir de un trozo de brazo de la estrella? ¿En qué partes del texto se hace referencia a los siguientes procesos: reproducción asexual del organismo, reproducción celular, crecimiento del organismo? Biología C ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN 21 Actividad nº. 2 En el siguiente esquema se representa el proceso completo a través del cual se forma un individuo por reproducción sexual. a. Escriba en los recuadros del esquema los siguientes términos: fecundación, meiosis II, meiosis I b. Escriba sobre las líneas punteadas los siguientes términos: ovocito secundario - óvulo - cigota - ovocito primario- espermatozoides - oogonia espermatocito secundario - espermatogonia- espermatocito primario. Escriba junto a cada término (n) o (2n) según corresponda. c. Si el proceso descripto correspondiera a un organismo con 2n = 4. Esquematice cómo se verían los cromosomas en metafase I y en metafase II. d. Analice si la siguiente frase es correcta o incorrecta. Justifique su respuesta. La meiosis hace posible la conservación del número de cromosomas de la especie. 22 EDUCACIÓN ADULTOS 2000 Biología Actividad nº. 3 a. ¿A qué se denomina autosoma? b. ¿Cómo se denominan los cromosomas sexuales en humanos? c. Los siguientes esquemas representan 2 óvulos y 2 espermatozoides. • Represente los cromosomas sexuales que podrían encontrarse en cada uno de ellos. óvulos espermatozoides d. Los siguientes círculos representan una cigota. • Represente dentro de cada uno cómo sería la combinación de cromosomas sexuales si se tratara de una cigota femenina o masculina. Femenina Masculina e. Analice si la siguiente frase es correcta o incorrecta. Justifique su elección. Los cromosomas sexuales son los que se encuentran en las células sexuales. f. ¿Es posible que haya hermanos gemelos con sexos distintos? Justifique su respuesta. Biología C ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN 23 Actividad nº. 4 En los siguientes esquemas se representa una célula diploide cuyo núcleo está en un proceso de Mitosis (estudiado en la Unidad 1) y otra en Meiosis I. a. Escriba en las líneas punteadas el tipo de división que corresponde en cada caso. b. Ubique en los recuadros, según corresponda, los siguientes términos. Cromosomas homólogos Cromátides hermanas Actividad nº. 5 En el siguiente esquema se representan dos cruzas. Una de estas cruzas (P), ocurre entre un individuo homocigota dominante para dos caracteres y un homocigota recesivo para los mismos caracteres. Uno de los descendientes de dicha cruza, (F1) se cruza a su vez con un homocigota recesivo para los mismos caracteres. 24 EDUCACIÓN ADULTOS 2000 Biología a. Complete dentro del esquema: 1- los genotipos de las gametas de los padres (P). 2- el genotipo de la F1. 3- los genotipos posibles de las gametas de la F1 y del individuo que se cruza con ella. b. Si R: cabello rizado, r: cabello lacio, M: ojos marrones y m: ojos celestes. ¿A quién se parecerán los individuos de la F1 para los caracteres tipo de cabello y color de ojos: a la madre o al padre? c. Complete el siguiente cuadro, colocando el genotipo de la gameta masculina en el eje horizontal y los genotipos posibles de las gametas femeninas en el eje vertical. Luego complete los casilleros centrales con los genotipos de las cigotas resultantes de las cruzas posibles. G. Masc. G. Feme. d. De todos los fenotipos posibles: • ¿Cuántos serán iguales a la abuela? • ¿Cuántos serán iguales al abuelo? • ¿Cuántos tendrán el cabello de la abuela pero los ojos del abuelo? • ¿Cuántos tendrán el cabello del abuelo pero los ojos de la abuela? e. ¿Cómo serían los fenotipos de la descendencia si la F1 se hubiera cruzado con un homocigota dominante? Biología C ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN 25 Actividad nº. 6 Lea el siguiente texto: La fibrosis quística es una enfermedad hereditaria que afecta a los pulmones. La enfermedad consiste en la acumulación de una mucosidad espesa en los pulmones que provoca dificultades respiratorias. La causa es la alteración del gen que posee la información para la síntesis de una proteína de la membrana celular. En condiciones normales, esta proteína de las células pulmonares permite el equilibrio hídrico, de tal manera que la mucosidad es fluida. Al sintetizarse una proteína defectuosa, las células se deshidratan y la mucosidad se hace más espesa. La enfermedad se expresa solamente en los individuos que son homocigotas recesivos para el alelo que codifica dicha proteína. a. ¿Cuántos alelos hay para la proteína de la membrana mencionada? ¿Cuáles son? b. ¿Cómo piensa que será el alelo defectuoso, dominante o recesivo? ¿En qué se basa para responder? c. Si llamamos P al alelo dominante y p al recesivo. Intente dar alguna razón por la cual un individuo Pp no manifestará la enfermedad. (Para hacerlo, utilice sus conocimientos sobre genes y síntesis de proteínas). d. Tomando en cuenta las siguientes cruzas: • Indique cuáles de ellas tienen alguna probabilidad de dejar descendencia que padezca fibrosis quística. Justifique su respuesta. Actividad nº.7 En los últimos tiempos, la ciencia y la medicina están avanzando a pasos acelerados en la investigación de terapias génicas. Estas consisten en diversos métodos que permiten introducir genes dentro de las células donde ocurrió alguna mutación que provoca una afección. Si se logran introducir los genes correctos en el ADN defectuoso, las células podrán sintetizar las proteínas correctas. Suponga que se logra una terapia génica para la enfermedad llamada fibrosis quística. a. ¿Cuáles serían las células en las que deberían insertarse los genes correctos? Justifique su respuesta. b. Si una persona que padece fibrosis quística ha sido tratada con terapia génica, ¿podría asegurar que sus hijos no heredarán los genes defectuosos? Justifique su respuesta. 26 EDUCACIÓN ADULTOS 2000 Biología Actividad nº. 8 El daltonismo es una enfermedad hereditaria. Se debe a la deficiencia del gen que lleva información para la síntesis de los pigmentos visuales. Estos pigmentos son proteínas que reaccionan ante la luz y permiten que veamos en colores. Una mutación en dicho gen provoca la síntesis de una proteína, que al ser defectuosa, no permite distinguir los colores. El gen mutado es recesivo respecto del gen normal. Los genes para los pigmentos visuales están en el cromosoma X. • Explique por qué la mayor parte de los daltónicos son varones, y que hay muy pocas mujeres que sufren de daltonismo. Actividad nº. 9 a. ¿Cuál es la importancia biológica de la variabilidad dentro de una especie? b. Las mutaciones no siempre inciden en la variabilidad de una especie. ¿En qué tipo de células deben ocurrir para que se produzca ese efecto? c. ¿Qué mecanismos biológicos conoce que generan variabilidad dentro de una especie? Explique cómo actúa cada uno. Biología C ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN 27 Respuestas a las actividades de autoevaluación BIOLOGÍA Actividad nº. 1 a. Cuadro comparativo sobre las características de los distintos tipos de reproducción. Tipo de reproducción Fisión binaria Mitosis Gemación Características Reproducción sexual Parte del organismo que participa (todo, una parte cualquiera, una parte especializada) Todo Todo Una parte cualquiera Una parte especializada Comparación entre progenitores y descendientes (iguales o parecidos) Iguales Iguales Iguales Parecidos Permanencia del progenitor (el progenitor persiste o no persiste luego del proceso) No persiste No persiste Persiste Persiste Ejemplos de organismos en que se presenta Bacterias Amebas, paramecios Medusas, estrellas de mar Insectos, aves, mamiferos b. En los organismos que se reproducen asexualmente, las diferencias entre progenitores y descendientes sólo pueden ocurrir cuando se produce una mutación. En el caso de los organismos multicelulares como las estrellas de mar, dichas diferencias ocurrirían sólo si la mutación se produjera en las células (parte del organismo paterno) que originan el nuevo individuo. Las mutaciones son la única fuente de variabilidad en los organismos de reproducción asexual. c. • La regeneración de un individuo a partir de una porción del progenitor se produce por medio de la división mitótica de las células de la porción desprendida. • La reproducción asexual es mencionada en el texto cuando dice que puede regenerarse un individuo completo al desprenderse una parte del progenitor. Cuando se refiere a que se regenera el individuo completo, por un lado habla de crecimiento del organismo, pero, a su vez, ese crecimiento se debe a la reproducción celular. 28 EDUCACIÓN ADULTOS 2000 Biolgía Actividad nº. 2 a. y b. Espermatogonia (2n) oogonia (2n) espermatocito primario (2n) ovocito primario (2n) Meiosis I Meiosis I espermatocitos secundarios (n) ovocitos secundarios (n) Meiosis II Meiosis II óvulo (n) espermatozoides (n) fecundación cigota (2n) c. Biología C RESPUESTAS A LAS ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN 29 d. La frase es correcta pues si no existiera la meiosis, las células sexuales tendrían el mismo número de cromosomas que el resto de las células. Esto traería como consecuencia que al unirse las gametas en la fecundación, el cigoto tendría el doble de cromosomas que su progenitor. Si esto sucediese en cada generación, el número de cromosomas de cada individuo sería enorme y no se mantendría la constancia del número en la especie. Actividad nº. 3 a. Se denomina autosoma a cada uno de los cromosomas de una célula que lleva información para cualquier característica de un organismo, con excepción de aquellas características que determinan el sexo. El sexo está determinado únicamente por un par de cromosomas (que no son autosomas), denominados cromosomas sexuales. b. En los seres humanos, los cromosomas sexuales se denominan cromosoma x y cromosoma y. c. x x óvulos y x espermatozoides d. xx Femenina xy Masculina e. La frase es incorrecta, ya que los cromosomas sexuales se encuentran en todas las células. No podría ser de otro modo porque las células sexuales derivan de las células madre de las gametas, que en última instancia (después de miles de divisiones celulares) provienen a su vez de una única célula que es la cigota, la cual posee toda la información genética aportada por los padres. Entre toda esa información está la de los cromosomas sexuales. f. No es posible que haya hermanos gemelos con sexos distintos. Los hermanos gemelos derivan de una única cigota (es decir de la fusión de un único espermatozoide con un único óvulo). A lo largo del desarrollo de la cigota, las células se separan y dan lugar a dos individuos. Pero la información genética de los hermanos gemelos es idéntica. 30 EDUCACIÓN ADULTOS 2000 Biología Actividad nº. 4 En los siguientes esquemas se representa una célula diploide cuyo núcleo está en un proceso de Mitosis y otra en Meiosis I. Cromátides hermanas Cromátides hermanas Cromosomas homólogos Cromosomas homólogos Mitosis Meiosis Actividad nº. 5 a. Esquema que representa las cruzas. Biología C RESPUESTAS A LAS ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN 31 b. Los cabellos y ojos de los individuos de la F1 se parecerán al padre, ya que son heterocigotas, y por lo tanto el fenotipo es el que corresponde al genotipo dominante. c. Cuadro con los genotipos de las gametas masculinas y femeninas y de los posibles descendientes. G. Masc. rm G. Feme. RM RrMm Rm Rrmm rM rrMm rm rrmm d. De todos los fenotipos posibles, habrá uno igual al de la abuela, uno igual al del abuelo, uno tendrá el cabello de la abuela pero los ojos del abuelo y uno tendrá el cabello del abuelo pero los ojos de la abuela. Es decir que en una cruza como esta, es posible esperar todas las combinaciones posibles de fenotipos. e. Si la F1 se hubiera cruzado con un homocigota dominante, los únicos fenotipos esperables serían los que son iguales a los del abuelo, es decir, los que coinciden con el genotipo dominante. En síntesis, nunca podría encontrarse un descendiente de ojos celestes y/o cabello lacio. Actividad nº. 6 a. Hay dos alelos uno de ellos es el que lleva la información para la proteína normal y el otro para la defectuosa. b. El alelo defectuoso es recesivo, ya que según el texto, sólo se expresa en los individuos que son homocigota recesivos para ese carácter. c. Si el individuo es Pp, significa que en uno de sus cromosomas homólogos posee información para la síntesis de la proteína normal. Aunque en el otro cromosoma homólogo el gen sea defectuoso, la proteína se sintetiza igual, y por lo tanto la regulación hídrica de las células pulmonares será adecuada y el individuo no padecerá la enfermedad. 32 EDUCACIÓN ADULTOS 2000 Biología d. La cruza 2 y la cruza 4 son las que tienen alguna probabilidad de dejar descendencia que padezca la enfermedad, ya que algunos de los descendientes podrán ser homocigotas recesivos para esa característica. En cambio, en la cruza 1, todos los descendientes serán heterocigotas; y en la cruza 3, habrá algunos homocigotas dominantes y otros heterocigotas, pero ningún homocigota recesivo. Actividad nº. 7 a. La información para la síntesis de la proteína en cuestión está en todas las células del organismo, pero sólo tiene importancia en las células del pulmón (ya que es allí donde su ausencia provoca la enfermedad). Por lo tanto, los genes deberían insertarse en las células del pulmón. b. Los genes defectuosos están en todas las células del organismo, inclusive las células sexuales. Por lo tanto, si la terapia sólo se realiza en las células pulmonares, la descendencia heredará los genes defectuosos presentes en los cromosomas de las células sexuales. Actividad nº. 8 Para responder esta pregunta, conviene recordar que en las células de todas las mujeres los cromosomas sexuales son xx, mientras que en los varones son xy. Dado que los genes que llevan la información para las proteínas visuales se encuentran en el cromosoma x, en los varones hay un único cromosoma que produce dicha proteína. Por lo tanto, cuando el gen sufre una mutación no se sintetiza la proteína adecuada, ya que el cromosoma y no posee la información para su síntesis. En cambio, en las mujeres, si se produce una mutación en uno de los cromosomas x, el otro - si es normal - puede sintetizar la proteína correcta y la persona no es daltónica. El caso de daltonismo en mujeres se da con muy baja frecuencia: sólo cuando ambos cromosomas x (el materno y el paterno) portan el gen defectuoso recesivo. Actividad nº. 9 a. La variabilidad es importante para las especies, porque ofrece mayores oportunidades para adaptarse a los cambios ambientales. Si dentro de una especie existen muchas variedades para las distintas características, es posible que -frente a un cambio ambiental importante- algunas variedades (aquellas cuyas características no son favorecidas por los cambios) mueran; pero otras podrán subsistir y dejar descendencia, permitiendo así la perpetuación de la especie. Biología C RESPUESTAS A LAS ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN 33 b. Para que una mutación tenga incidencia en la variabilidad de una especie, debe poder transmitirse a las generaciones futuras, es decir que debe producirse en un cromosoma de las gametas. Una mutación que se produzca en cualquier célula del cuerpo, por ejemplo en una célula de la piel, sólo afectará al conjunto de células de ese tejido que deriven de la que sufrió la mutación. c. Los mecanismos que generan variabilidad son los siguientes: 1- Mutaciones: La mutaciones capaces de ser transmitidas hereditariamente - las que afectan las células sexuales o sus precursoras - traen como consecuencia el surgimiento de nuevas características o de nuevas alternativas para determinadas características genéticas (alelos). De esta forma, dentro de una misma población surgen individuos con características nuevas (mutante) mientras que otros mantienen las características originales. De hecho, es así como se han ido generando los distintos alelos en las poblaciones. Por ejemplo, no todas las personas tienen hoyuelos en sus mejillas. Esta característica se transmite hereditariamente. Probablemente los hoyuelos hayan aparecido hace miles de años como una mutación que luego se extendió en la población humana. Las mutaciones son la única fuente de variabilidad dentro de los organismos que se reproducen asexualmente. 2 - Reproducción sexual: genera variabilidad porque combina los genes de ambos progenitores. Además, las gametas que resultan de la meiosis son diferentes unas de otras (por el principio de segregación independiente enunciado en la Segunda Ley de Mendel); de manera que, en cada fecundación, cada combinación de genes es única y diferente de cualquier otra. 3 - Crossing-over: el mecanismo de entrecruzamiento o crossing-over que se da en la profase de la meiosis I es una fuente adicional de variabilidad, ya que este entrecruzamiento sólo ocurre entre un par de cromátides de los cromosomas homólogos. De esta manera, cuando se formen los espermatocitos u ovocitos secundarios, algunos llevarán las cromátides originales y otros las entrecruzadas. 34 EDUCACIÓN ADULTOS 2000 Biología BIOLOGÍA Actividad nº. 1 a. Elabore un cuadro que le permita representar dos ejemplos de caracteres sexuales primarios (uno femenino y uno masculino) y dos secundarios (femenino y masculino). b. ¿En qué momento del desarrollo se define los siguientes caracteres? • el sexo biológico de un individuo • los caracteres sexuales primarios • los caracteres sexuales secundarios c. Relacione sus respuestas al punto b. con la influencia hormonal. Actividad nº. 2 a. Represente esquemáticamente los órganos que componen el aparato reproductor femenino y masculino y escriba los nombres correspondientes. b. ¿Cómo está compuesto el líquido seminal? Mencione cuáles son los órganos que contribuyen a su composición y qué aporta cada uno. c. ¿Cuál es la función de las trompas de Falopio? Actividad nº. 3 a. Describa el recorrido de los espermatozoides desde que se forman hasta que son eyaculados. b. Describa recorrido de un óvulo desde que es liberado hasta que se produce la fecundación. Indique qué condiciones son necesarias para que la fecundación ocurra. c. ¿Qué sucede dentro del ovario una vez que se liberó el óvulo? Actividad nº. 4 a. Describa brevemente el proceso de fecundación y lo que sucede con el óvulo fecundado durante la primera semana. b. ¿Cuánto tiempo, aproximadamente, dura el período de gestación? Biología C ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN 35 UNIDAD 3 Actividades de autoevaluación Actividad nº. 5 Observe los siguientes esquemas*: Esquema A. Esquema B. a. ¿Cuál de ellos representa la formación de mellizos (gemelos no idénticos). b. ¿Cuál de ellos representa la formación de gemelos idénticos? c. ¿Qué datos tomó en cuenta para responder los puntos a. y b.? d. Explique la razón por la cual los gemelos idénticos son, precisamente, idénticos. e. Explique por qué, a pesar de ser físicamente idénticos, los gemelos idénticos pueden tener comportamientos y actitudes diferentes. Actividad nº. 6 La clonación es un proceso artificial que consiste en la obtención de descendencia genéticamente idéntica al progenitor. Es lo que hacemos habitualmente cuando plantamos un gajo de una planta y se genera una nueva planta. En los últimos años se han desarrollado técnicas que permiten obtener clones de animales complejos como los mamíferos. Observe el siguiente esquema que representa la clonación cuyo resultado fue la oveja Dolly. 2) Se toma un óvulo y se le extrae el núcleo. 4) Se estimula la división celular mediante la aplicación de una corriente eléctrica. 5) Las células se multiplican en un tubo de ensayo. 7) Nace el clon. * Fumagalli y otros. Biología I, Polimodal. Ed. Estrada. Bs. As. 1998. 36 3) Se implanta el núcleo de la célula de la ubre en el citoplasma del óvulo. 1) Se toma una célula de la ubre de la oveja y se le extrae el núcleo. EDUCACIÓN ADULTOS 2000 Biología 6) Luego de un tiempo se implanta el embrión en el útero. Fumagalli y otros. Biología I, Polimodal. Ed. Estrada. Bs. As. 1998. a. Analice el esquema en su conjunto y explique por qué con esta técnica se obtiene un individuo genéticamente idéntico a su progenitor. b. ¿Cómo clasificaría este tipo de reproducción: sexual o asexual? ¿Por qué? c.. En el paso N° 3, se implanta el núcleo de la célula de la ubre dentro del citoplasma de un óvulo. • ¿Cuál de ellas es una célula somática, y cuál una célula sexual? • Intente explicar por qué se realiza de esa manera el paso n° 3, guiándose por las siguientes preguntas: ¿por qué se utiliza el citoplasma del óvulo en lugar de usar la célula de ubre completa?, ¿por qué se cambia el núcleo del óvulo por el de la célula de ubre? • ¿En qué se parece y en qué se diferencia una cigota de la célula resultante del paso n°3? d. ¿Cómo se denomina el proceso por el cual las células se multiplican dentro del tubo de ensayo? e. Si se tratara de un embrión humano, ¿al cabo de cuánto tiempo haría usted el transplante del embrión, desde el tubo al útero materno para su implantación? Actividad nº. 7 Complete el siguiente cuadro indicando qué órgano produce cada hormona y sobre qué órganos actúa (órgano blanco) cada una. Hormonas Órgano que la produce Órgano blanco Factor liberador de gonadotrofinas HFE HL Estrógeno Progesterona Testosterona Biología C ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN 37 Actividad nº. 8 concentración hormonal El siguiente gráfico representa la relación entre el proceso de ovulación, la secreción de hormonas y el crecimiento del endometrio, a lo largo del tiempo (el eje x representa el tiempo): desarrollo del Endometrio días a. Ubique los siguientes términos donde corresponda: folículo en maduración- folículo maduro- ovulación- cuerpo lúteo b. Si una mujer tiene relaciones sexuales, ¿en qué momento del ciclo, tiene más probabilidades de quedar embarazada? Justifique. ¿En qué momento del ciclo es más probable el comienzo de la menstruación?. c. ¿Con qué proceso del ciclo ovulatorio se relaciona el aumento en la concentración de las hormonas HL y HFE? ¿En qué parte del ciclo (principio, medio o final) sucede este proceso? d. ¿A qué se debe el aumento de estrógenos durante la primera mitad del ciclo? e. ¿A qué se debe el aumento de progesterona durante la segunda mitad del ciclo? f. ¿Qué hormonas producen el aumento y mantenimiento del endometrio? g. ¿Cómo se relaciona la caída del endometrio, aproximadamente a los 28 días del ciclo, con la degeneración del cuerpo lúteo? h. ¿Cómo puede explicar que uno de los primeros síntomas de embarazo es la ausencia de menstruación? 38 EDUCACIÓN ADULTOS 2000 Biología Actividad nº. 9 Usted estudió que durante los primeros meses del embarazo, la placenta produce la hormona gonadotrofina coriónica (HGC) que estimula la producción de progesterona y estrógenos por parte del cuerpo lúteo. Esto mantiene el endometrio. Sin embargo, al final del tercer mes aproximadamente, el cuerpo lúteo degenera. a. ¿De dónde provienen, luego del tercer mes, las hormonas necesarias para mantener el endometrio y la implantación del embrión? concentración hormonal b. Complete el siguiente gráfico con las palabras que aparecen a continuación: gonadotrofina coriónica- estrógenos y progesterona- parto meses c. El diagnóstico de embarazo se basa en la detección de una de una de las tres hormonas mencionadas en el gráfico anterior. ¿Cuál es dicha hormona? Justifique su respuesta. Actividad nº. 10 a. Explique brevemente cuál es la función de la placenta. b. Explique brevemente cómo está formado el cordón umbilical y cuál es su función. Biología C ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN 39 c. En el siguiente dibujo se representa muy esquemáticamente el feto, la placenta, el cordón umbilical y el endometrio. Complete el esquema siguiendo las instrucciones que le damos a continuación. corazón feto sustancias que pasan de la madre al feto cordón umbilical arteria umbilical sustancias que pasan del feto a la madre vena uterina • Coloque cada uno de los siguientes términos en las líneas punteadas que corresponda: vena umbilical - placenta - arteria uterina - endometrio • Coloque cada uno de los siguientes términos en los recuadros de la flecha que corresponda (a cada flecha le corresponde más de un término): dióxido de carbono - anticuerpos - alcohol - urea - oxígeno - nutrientes d. ¿Qué sucede con la placenta luego del nacimiento?, ¿y con el cordón umbilical? Actividad nº. 11 a. Describa brevemente cuáles son los indicios del comienzo del parto, y los hechos más importantes del mismo. b. ¿A qué se llama goteo?, ¿En qué casos se utiliza? ¿Qué hormona se administra? Actividad nº. 12 a. ¿Qué técnicas conoce para la detección de enfermedades genéticas del feto?, ¿En qué se basan? ¿Cuáles son las diferencias más importantes entre ellas? b. Mencione una técnica de reproducción asistida de baja complejidad y otra de alta complejidad. Descríbalas brevemente. 40 EDUCACIÓN ADULTOS 2000 Biología Respuestas a las actividades de autoevaluación BIOLOGÍA Actividad nº. 1 a. Cuadro que representa ejemplos de caracteres sexuales primarios y secundarios, femeninos y masculinos. Caracteres sexuales primarios Caracteres sexuales secundarios Femeninos Ovarios, útero Caderas ensanchadas, desarrollo de las mamas Masculinos Testículo, pene Voz grave, vello en la cara b. • El sexo biológico se define en el momento de la fecundación. Si los cromosomas homólogos sexuales son XX, el sexo biológico será femenino y si son XY, será masculino. • Los caracteres sexuales primarios se definen antes de los tres meses del desarrollo del embrión, pero terminan de desarrollarse durante la pubertad. • Los caracteres sexuales secundarios se definen en la pubertad. c. Alrededor de los dos meses del desarrollo del embrión, si el individuo es XY, el cromosoma Y comenzará a dirigir la síntesis de una sustancia que provocará la producción de testosterona. La testosterona hará que se desarrollen los caracteres sexuales masculinos. En ausencia de esta hormona, se desarrollarán los caracteres sexuales femeninos. Durante la pubertad, comienzan a actuar las hormonas hipotalámicas-hipofisiarias: el factor liberador de gonadotrofinas del hipotálamo induce en la hipófisis la liberación de las hormonas HFE y HL. En el hombre, la HL induce la liberación de testosterona por los testículos; y la HFE, la formación de espermatozoides. A su vez, la testosterona promueve también el desarrollo de los caracteres sexuales secundarios. En las mujeres, la HFE estimula la maduración del folículo, que a su vez secreta estrógenos. La HL estimula la ovulación, y por lo tanto la formación del cuerpo lúteo que produce progesterona. Tanto los estrógenos como la progesterona promueven el desarrollo de los caracteres primarios y secundarios femeninos. Biología C RESPUESTAS A LAS ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN 41 Actividad nº. 2 a. Esquema de los órganos que componen el aparato reproductor femenino Esquema de los órganos que componen el aparato reproductor masculino. Biología I, Boccalandro, Frid y Fumagalli. Ed. Estrada. 1998 42 EDUCACIÓN ADULTOS 2000 Biología b. El líquido seminal está compuesto por los espermatozoides, que están sumergidos en un líquido formado por secreciones de las vesículas seminales y de la próstata. Los espermatozoides son producidos en los tubos seminíferos. El líquido que producen las vesículas seminales suministra alimento para los espermatozoides, mientras que el que aporta la próstata, ayuda a neutralizar la acidez del sistema reproductor femenino. c. La función de las trompas de Falopio es la de conducir el óvulo, formado en los ovarios. En las trompas de Falopio también se produce la fecundación, y comienza la maduración de la cigota hasta su implantación en el útero. Actividad nº. 3 a. Los espermatozoides se forman en los tubos seminíferos, dentro de los testículos. Una vez formados, pasan al epidídimo donde pueden almacenarse varios días. Luego, pasan a través de los conductos deferentes, atraviesan la próstata y llegan a la uretra por donde son expulsados. b. Cada óvulo comienza su maduración dentro de un folículo ovárico. Una vez que se encuentra maduro, el folículo se abre y expulsa al óvulo. Este es atrapado por las trompas de Falopio, por donde pasa hasta que, si hay un espermatozoide, puede ser fecundado. La fecundación sólo puede ocurrir si el encuentro entre el óvulo y el espermatozoide se prodiuce en las trompas de Falopio. Si el óvulo abandona las trompas y pasa al útero, la fecundación ya no puede suceder. c. Una vez que el óvulo fue expulsado, el folículo se transforma en una estructura denominada cuerpo lúteo o cuerpo amarillo. Esta estructura secreta progesterona. Actividad nº. 4 a. La fecundación consiste en la unión del núcleo del espermatozoide con el del óvulo. Los espermatozoides penetran la capa protectora que rodea al óvulo, el núcleo del espermatozoide atraviesa la membrana celular del óvulo y se fusiona con dicho núcleo. Una vez fecundado el óvulo se forma la cigota, que comienza un proceso de divisiones mitóticas sucesivas, mientras va avanzando a través del oviducto. Finalmente, al cabo de aproximadamente una semana, el embrión, que ya está compuesto por alrededor de 120 células, se implanta en el endometrio y comienza la formación de la placenta. b. El período de gestación dura aproximadamente 38 semanas. Biología C RESPUESTAS A LAS ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN 43 Actividad nº. 5 a. El esquema A representa la formación de mellizos. b. El esquema B representa la formación de gemelos. c. Los mellizos se forman cuando dos óvulos son fecundados por espermatozoides diferentes. Por lo tanto, también cada embrión se desarrolla dentro de su propia cavidad amniótica. En cambio, los gemelos se forman a partir de la fecundación de un único óvulo. A lo largo del proceso de división, en los primeros estadios, la cigota se separa en dos, y cada parte desarrolla un individuo completo. Por eso, los gemelos conviven dentro de una única cavidad amniótica, que se formó en los inicios del desarrollo. d. Los gemelos son idénticos porque derivan de una única cigota. Por lo tanto, las células que se formaron a partir de ella, mediante sucesivas divisiones mitóticas, son idénticas a la célula original. e. Las características de comportamiento y de actitudes están mucho más influenciadas por el medio sociocultural y afectivo en que los individuos se desarrollan, que por la información genética. Actividad nº. 6 a. Puesto que el núcleo de la célula original pertenece a una célula somática materna, la información genética de dicha célula es idéntica a la información genética de la madre. Como el nuevo individuo (clon) se desarrolla a partir de aquella célula original, entonces, será idéntico a la madre. b. Es un tipo de reproducción asexual ya que no se produce la fusión de una gameta femenina y otra masculina para la formación del nuevo individuo. Este se forma por sucesivas divisiones mitóticas de una célula que no es una cigota. En este sentido, es similar a la reproducción por partición o por gajo. c. • La célula de la ubre es una célula somática y el óvulo es una célula sexual. • El citoplasma del óvulo, a diferencia del de otras células somáticas, contiene gran cantidad de sustancias de reserva, que permitirán nutrir al futuro embrión. El núcleo del óvulo es haploide (tiene un número n de cromosomas), y esto no permitiría el desarrollo de un individuo. Por eso es que se le implanta el núcleo de una célula somática, cuyo número de cromosomas es diploide (2n). 44 EDUCACIÓN ADULTOS 2000 Biología • La célula resultante del paso n° 3 se parece a una cigota, en que tiene toda la potencialidad para desarrollar un nuevo individuo, pero se diferencia de ella porque la información genética proviene sólo de la madre. (Aunque las células son diploides, en este caso los cromosomas homólogos no provienen del padre y de la madre, sino de sus abuelos maternos). d. Dentro del tubo de ensayo, las células se multiplican por mitosis. e. Como en los seres humanos, la implantación ocurre alrededor del octavo día. Ese sería el momento en que se haría el transplante. En realidad, este es el tiempo que se tomó en cuenta también en el caso de la clonación de la oveja Dolly. Actividad nº. 7 El siguiente cuadro especifica los órganos que producen las hormonas y los correspondientes órganos blanco. Hormonas Órgano que la produce Órgano blanco Factor liberador de gonadotrofinas Hipotálamo Hipófisis HFE Hipófisis Ovarios y testículos HL Hipófisis Ovarios y testículos Estrógeno Ovario (folículo en maduración) Placenta Útero (endometrio) Oviductos Progesterona Ovario (cuerpo lúteo) Placenta Útero (endometrio) Testosterona Testículos Testículos (tubos seminíferos) Biología C RESPUESTAS A LAS ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN 45 Actividad nº. 8 a. folículo maduro ovulación cuerpo lúteo concentración hormonal folículo en maduración desarrollo del Endometrio días b. El momento más probable para la fecundación se extiende desde el día 14 hasta el 16 ya que al promediar el ciclo se produce la ovulación y el óvulo está en condiciones de ser fecundado. La menstruación se produce en los primeros días del ciclo, a partir del día 28 ya que al no producirse la implantación del embrión, el endometrio degenera y se desprende. c. El aumento en la concentración de las hormonas HL y HFE se relaciona con el proceso de ovulación. Este proceso ocurre hacia la mitad del ciclo, si se cuenta el inicio del mismo en el primer día de la menstruación. d.El aumento de estrógenos en la primera mitad del ciclo se debe a que durante ese período madura un folículo, y durante su maduración libera esta hormona. e. El aumento de progesterona durante la segunda mitad del ciclo se debe a que, luego de la ovulación, las células que formaban el folículo (transformadas en cuerpo lúteo), producen y secretan esta hormona. f. Estrógenos y progesterona combinados son las hormonas que producen el aumento y mantenimiento del endometrio. 46 EDUCACIÓN ADULTOS 2000 Biología g. Hacia la finalización del ciclo menstrual (aproximadamente el día 28), si no hubo fecundación del óvulo liberado, el cuerpo lúteo comienza a degenerar, y por lo tanto ya no produce progesterona. La ausencia de esta hormona provoca la caída del endometrio. h. Si hubo fecundación, el cuerpo lúteo no degenera sino que permanece activo durante alrededor de tres meses. Durante todo ese tiempo sigue produciendo progesterona, el endometrio sigue creciendo y desarrollándose para albergar al embrión, y por lo tanto no se produce su caída, es decir, la menstruación. Actividad nº. 9 a. Aproximadamente a partir del tercer mes, la propia placenta se transforma en un órgano que produce y libera estrógenos y progesterona. b. estrógenos y progesterona concentración hormonal gomadotrofina coriónica meses parto c. La detección del embarazo se basa en la detección de la HGC, porque esta es una hormona que se sintetiza únicamente si hay embarazo. En cambio, tanto estrógenos como progesterona, son hormonas cuyos niveles en la sangre aumentan y disminuyen todos los meses a lo largo del ciclo menstrual. Biología C RESPUESTAS A LAS ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN 47 Actividad nº. 10 a. La función de la placenta es permitir el intercambio de sustancias entre la madre y el hijo. A través de ella se ponen en contacto los capilares sanguíneos del endometrio y del feto. b. El cordón umbilical está formado por las venas y arterias umbilicales, que forman un conjunto de capilares sanguíneos que se ponen en contacto con los del endometrio. Su función es transportar sustancias desde el feto a la placenta y desde ésta al feto. c. corazón feto dióxido de carbono urea sustancias que pasan de la madre al feto cordón umbilical arteria umbilical vena umbilical placenta endometrio anticuerpos sustancias que pasan del feto a la madre alcohol oxígeno nutrientes vena uterina arteria uterina d. Luego del nacimiento la placenta es expulsada debido a las contracciones uterinas. El cordón umbilical es cortado inmediatamente luego del nacimiento y a los pocos días se forma una cicatriz (el ombligo) en el abdomen del bebé. Actividad nº. 11 a. Uno de los primeros indicios de que el parto está por comenzar es el inicio de las contracciones uterinas, que puede ocurrir unos días antes del parto propiamente dicho, primero de manera casi imperceptible, y luego cada vez con mayor intensidad. Junto con las contracciones comienza también la dilatación del cuello uterino. Más adelante se produce la caída del tapón mucoso que obstruye el cuello del útero, y finalmente la rotura de la bolsa amniótica. Luego, el bebé es expulsado a través de la vagina, y por último es expulsada la placenta. 48 EDUCACIÓN ADULTOS 2000 Biología b. A veces, cuando por alguna razón las contracciones y la dilatación no son suficientes para que se produzca el parto, se las debe estimular artificialmente mediante el goteo. Este consiste en la administración intravenosa de la hormona oxitocina, que estimula las contracciones. Actividad nº.12 a. Una de las técnicas utilizadas para la detección de enfermedades genéticas del feto es la amniocentesis, que se basa en la extracción a partir del líquido amniótico, de células que se han desprendido del feto. La otra técnica es el muestreo de vellosidades coriónicas, que consiste en extraer células de estas vellosidades. En ambos casos, se trata de obtener células embrionarias para poder hacer su análisis genético. La principal diferencia radica en que mientras que en la primera la extracción se realiza mediante una jeringa que atraviesa el abdomen y las paredes del útero hasta llegar a la cavidad amniótica; en la segunda, se introduce un catéter a través de la vagina, hasta llegar a las vellosidades coriónicas. En ambos casos, todas las maniobras se controlan mediante ecografía. b. Una técnica de reproducción asistida de baja complejidad es la inseminación artificial. En general se utiliza en casos de infertilidad masculina, o cuando por alguna razón el ambiente vaginal no permite la subsistencia de los espermatozoides. La técnica consiste en introducir los espermatozoides por medio de una jeringa que penetra a través del canal vaginal, en la cavidad uterina. Una de las técnicas de alta complejidad es la FIV-TE (Fertilización in vitro y transferencia embrionaria). Básicamente consiste en la extracción de óvulos de los folículos ováricos mediante aspiración, y su incubación en tubos de ensayo junto con los espermatozoides. Luego de ocurrida la fecundación in vitro, se deja a los embriones durante unos 5 días, transcurridos los cuales, son implantados en el útero materno. Biología C RESPUESTAS A LAS ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN 49 50 EDUCACIÓN ADULTOS 2000 Biolgía BIOLOGÍA Actividad nº. 1 Es una creencia habitual entre los criadores de perros, el hecho de que la raza de perro ovejero alemán, se originó por cruzamiento entre lobos y perros. Sabiendo que los lobos pertenecen a una especie (denominada Canis lupus) y todos los perros a otra especie (denominada Canis familiaris). ¿qué problema plantearía para la definición biológica de especie la creencia de los criadores de ovejero alemán? Actividad nº. 2 El siguiente texto corresponde a la cosmogonía azteca: UNIDAD 4 Actividades de autoevaluación "Como lo sabían los viejos, en el año 1-Conejo se cimentaron la tierra y el cielo. Y así lo sabían, que cuando se cimentaron la tierra y el cielo habían existido ya cuatro clases de hombres, cuatro clases de vidas. Sabían igualmente que cada una de ellas había existido en un sol (una edad). Y decían que a los primeros hombres su dios los hizo, los forjó de ceniza [...] Él los hizo, él los inventó. El primer sol (edad) que fue cimentado [...] se llamó Sol de Agua. En él sucedió que todo se lo llevó el agua. Las gentes se convirtieron en peces. Se cimentó luego el segundo sol (edad) [...] Se llamaba Sol de Tigre. En él sucedió que se oprimió el cielo, el Sol no seguía su camino. Al llegar el Sol al mediodía, luego se hacía de noche y cuando ya se oscurecía, los tigres se comían a las gentes. Y en este sol vivían los gigantes [...] Se cimentó luego el tercer sol. [...] Se decía Sol de Lluvia (de fuego). Sucedió que durante él llovió fuego, los que en él vivían se quemaron. Y durante él llovió también arena. Y decían que en él llovieron las piedrezuelas que vemos, que hirvió la piedra tezontle y que entonces se enrojecieron los peñascos. [...] Se cimentó luego el cuarto sol, se decía Sol de Viento. Durante él todo fue llevado por el viento. Todos se volvieron monos. Por los montes se esparcieron, se fueron a vivir los hombres-mono. El quinto sol [...] Se llama Sol de Movimiento, porque se mueve, sigue su camino. Y como andan diciendo los viejos, en él habrá movimientos de tierra, habrá hambre y así pereceremos. En el año 13-Caña, se dice que vino a existir, nació el sol que ahora existe." a. ¿Dentro de qué corriente del pensamiento filosófico - fijista o transformista -, ubicaría al texto azteca? Fundamente sus inferencias. b. ¿A qué hechos o fenómenos –que hoy son explicados por la ciencia– se hace referencia en el texto citado? Biología C ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN 51 Actividad nº. 3 ¿Por qué razón las concepciones bíblicas acerca de la edad de la Tierra se constituyeron en un obstáculo para las ideas evolucionistas? Actividad nº. 4 El trabajo de los paleontólogos no consiste, como muchos creen, en cavar la superficie hasta encontrar unos metros debajo de ella los fósiles de organismos extinguidos hace miles o millones de años atrás. Por el contrario, los fósiles “se ofrecen” en superficie. Sin embargo, se sabe que los fósiles son contemporáneos con la formación de las rocas en las que están incluidos y que las rocas más viejas están por debajo de las más modernas (principio de Stenno). a. ¿Cómo se explica el hecho de que se puedan encontrar sobre la superficie de vastas zonas del planeta, (tales como las llanuras de la Patagonia o el Valle de la Luna, en San Juan), restos fosilizados de dinosaurios que vivieron hace –por lo menos– 65 millones de años? b. ¿Cómo explicaría la presencia de fósiles marinos en rocas de las montañas de la Cordillera de los Andes? Actividad nº. 5 Elabore un texto para explicar la teoría de la selección natural, utilizando los siguientes términos: condiciones ambientales, variabilidad (o variedad/es), especiación (o formación de nuevas especies), reproducción diferencial (o ventaja/s reproductiva/s). Actividad nº. 6 Es conocido el hecho de que, cuando usamos un insecticida, algunas cucarachas no mueren. Con el correr del tiempo, cada vez mas son las cucarachas que sobreviven a la acción del insecticida. a. A partir de lo que usted ha estudiado sobre la Selección Natural, elija una de las siguientes hipótesis y justifique su elección: 1- Las cucarachas van recibiendo varias dosis pequeñas de veneno; de esta forma se adaptan gradualmente a la toxicidad de la sustancia; 2- Algunas cucarachas tienen la información genética que las hace resistentes al insecticida, aunque nunca hayan estado en contacto con él; 3- El veneno produce un cambio en la información genética (mutación) de las cucarachas que les permite sobrevivir. 52 EDUCACIÓN ADULTOS 2000 Biología b. ¿Cuál o cuáles de las respuestas anteriores corresponderían a la teoría transformista de Lamarck? Actividad nº. 7 Elabore un cuadro comparativo de los cinco Reinos, teniendo en cuenta las características más importantes de cada grupo (formas de los organismos, tipos de células procariontes o eucariontes, características de los principales grupos que componen el Reino). Reinos Forma de los organismos Tipos de células Características de los principales grupos 1: 2: 3: 4: 5: Actividad nº. 8 Redacte un texto para explicar el debate existente sobre la evolución humana y su relación con el momento del surgimiento de un gran desarrollo del cerebro, utilizando los siguientes términos: encefalización - volumen craneal - fósiles - antepasados no humanos - desarrollo de la corteza cerebral.- funciones superiores - bipedismo (o bipedalismo) Biología C ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN 53 Respuestas a las actividades de autoevaluación BIOLOGÍA Actividad nº. 1 Aceptando la definición biológica de especie, si el lobo y el perro pertenecieran a especies diferentes, podría ocurrir que: a. la cruza no fuera posible. b. la cruza fuera posible, pero el resultado de la misma sería un descendiente estéril (tal como ocurre con la cruza de un asno con una yegua, que da como resultado la mula, incapaz de procrear). Por lo tanto, si se acepta la creencia popular sobre el origen del ovejero alemán, el problema planteado sería que habría que redefinir el concepto de especie, ya que éste se basa en la fertilidad de la descendencia que resulte de una cruza entre dos individuos que pertenecen a la misma especie. Actividad nº. 2 a. El texto tiene elementos que permiten pensar en que los aztecas se inclinaban por una concepción Transformista. Es un mito destinado a proveer una explicación para la diversidad de seres vivos que, a diferencia de otras creencias, no alude al acto de creación de las especies de una vez para siempre (fijista) sino que propone que, debido a una serie de hechos sobrenaturales, unas especies se transformaron en otras. b. El texto relaciona las transformaciones en los seres vivos, con cambios ambientales que consideraban de origen mágico. Hoy en día estos cambios forman parte de lo que conocemos como fenómenos naturales, tales como las grandes inundaciones, los eclipses de sol, el vulcanismo y los terremotos. Actividad nº. 3 Las ideas gradualistas proponen un cambio lento para la transformación de unos seres vivos en otros, en correspondencia con un cambio paulatino en el ambiente. El evolucionismo propuso siempre un cambio gradual de unas especies en otras a través de las generaciones. Para que esto suceda es necesario concebir un tiempo prolongado desde el origen del planeta hasta la actualidad, lo cual se contrapone con las concepciones bíblicas acerca de la edad de la Tierra (alrededor de 6000 años). Por el contrario, las ideas catastrofistas -que proponen cambios abruptos en el ambiente y la supervivencia de algunos seres vivos- eran más acordes con la interpretación bíblica. Este tiempo era suficiente para explicar la extinción de algunos organismos cuyos fósiles se encontraban, pero insuficiente para aceptar la lenta evolución de las especies que Darwin proponía. De esta forma, el establecimiento de que la Tierra tenía millones de años de antigüedad proveyó un fuerte impulso a las ideas evolucionistas. 54 EDUCACIÓN ADULTOS 2000 Biolgía Actividad nº. 4 a. Los estratos geológicos pueden sufrir procesos combinados de erosión y movimientos tectónicos. Cuando un estrato es erosionado por la acción continuada del agua y el viento (erosión hídrica y eólica), el material suelto es arrastrado hacia otras zonas, quedando al descubierto material más pesado (como los fósiles) que estaban enterrados en él. La erosión puede ser de tal magnitud que incluso afloran a la superficie estratos inferiores (más antiguos). De esta forma, en zonas tales como la Patagonia o el Valle de la Luna, la erosión continua de la superficie “descubre” permanentemente restos fósiles de organismos que vivieron en diferentes épocas. b. A su vez, los movimientos de la corteza terrestre, como el responsable de la formación de la Cordillera de los Andes, pueden producir períodos de elevación y hundimientos de grandes áreas. Así, un área que permaneció bajo el océano durante millones de años puede elevarse paulatinamente hasta alcanzar un nivel muy superior al del nivel del mar. De esta forma “arrastra” en su ascenso a las rocas que antes estaban sumergidas y con ellas a los fósiles de los organismos que allí vivieron. Charles Darwin, atravesando la Cordillera de los Andes desde Chile hacia Mendoza, se sorprendió de este hecho de la siguiente forma: “Ya es viejo, mas no por eso menos admirable, oír hablar de conchas que en otro tiempo se arrastraron por el fondo del mar y ahora están cerca de los 2.400 metros sobre su nivel.” Y más adelante “Cada día se arraiga más en el ánimo del Geólogo la convicción de que nada, ni el mismo viento que sopla, es tan inestable como el nivel de la corteza terrestre” Actividad nº. 5 La actual teoría de la selección natural se basa en la existencia de variedades dentro de los organismos de una misma especie. El hecho de que algunas características de algunas variedades de una especie sean beneficiosas o no, depende de que estas características se constituyan en una ventaja reproductiva respecto de otras variedades. Una misma característica puede resultar beneficiosa, perjudicial o neutra, dependiendo de las condiciones ambientales vigentes. Frente a un cambio ambiental, las variedades que posean características favorables para el nuevo ambiente y que resulten en ventajas reproductivas para dicha variedad, verán incrementado su número en la población. En ciertas condiciones, la variedad portadora del mismo puede dar lugar a una nueva especie. Para que ocurra el proceso de especiación es necesario que se establezca una barrera reproductiva entre las variedades de la población y que en cada una de ellas se acumulen a través del tiempo diferencias genéticas que les confieran características diferentes. Biología C RESPUESTAS A LAS ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN 55 Actividad nº. 6 a. La opción elegida es la 2. Según la teoría de evolución por Selección Natural, algunos individuos de la población de cucarachas poseen información genética que las hacen resistentes al insecticida previamente a la aplicación del mismo. Estas cucarachas sobreviven al envenenamiento y son las que tienen posibilidades de dejar descendientes. Al cabo de varias generaciones, por este mecanismo, cada vez mas cucarachas serán resistentes al veneno. b. Las respuestas 1 y 3 corresponden mas a la teoría de Lamarck sobre la herencia de caracteres adquiridos. En la respuesta 1) no se explica la razón por la cual adquirían esa capacidad de adaptación. En la 3) propone una explicación genética que, en base a los conocimientos actuales, resulta incorrecta. Actividad nº. 7 Cuadro comparativo de los 5 Reinos: Reinos 1: Monera 56 Forma de los organismos unicelulares 2: Protista unicelulares 3: Fungi Unicelulares y pluricelulares Tipos de células Características de los principales grupos procariotas Por lo general son heterótrofos. Se clasifican según su forma en cocos (esférica), bacilos (alargada) y espirilos (enroscados). Las llamadas cianobacterias son autotrófas y forman colonias. eucariotas Algunas especies forman colonias. Algunos como los euglenoideos o las diatomeas pueden ser autótrofos. Los Protozoos son heterótrofos y pueden movilizarse por flagelos, cilios o seudópodos. eucariotas Mohos (moho negro del pan) Levaduras, hongos de sombrero y de estante. Son todos heterótrofos EDUCACIÓN ADULTOS 2000 Biología Reinos 4: Plantas 5: Animales Forma de los organismos pluricelulares pluricelulares Tipos de células Características de los principales grupos eucariotas Son todos organismos autótrofos. Se divide en cuatro grupos: Algas (plantas exclusivamente acuáticas). Dentro de ellas encontramos a las algas verdes, rojas y pardas. Briofitas (son los musgos, plantas terrestres no vasculares) Tracheofitas (plantas vasculares) Dentro de ellas encontramos a los helechos, las plantas con semilla desnuda como en las coníferas, y las plantas con flor Tracheofitas (plantas vasculares) Helechosimnospermas eucariotas Son organismos complejos, todos heterótrofos. Se reconocen en dos grandes grupos: Invertebrados y vertebrados Actividad nº. 8 Los estudios antropológicos destinados a rastrear el origen del hombre a través de fósiles de antecesores no humanos, se basan en gran medida en la realización de estudios comparativos de dos características consideradas fundamentales: el volumen craneal y la posición corporal. El volumen craneal - ya que los tejidos cerebrales raramente se fosilizan - da una idea del probable grado de encefalización en general y, particularmente, del tamaño de la corteza cerebral que tenían dichos fósiles. Dado que las funciones superiores del cerebro están directamente relacionadas con ese desarrollo de la corteza, el volumen craneal funciona como un indicador de las posibilidades que estos “hombres” tenían para desarrollar un lenguaje y una cultura prehumanas. Los estudios sobre la posición corporal muestran el grado de bipedismo de estos especímenes siendo ésta otra de las características distintivas de los humanos respecto de otros grupos de homínidos. Desde hace ya muchos años se ha generado un fuerte debate entre los paleoantropólogos respecto a cuál de estas dos características surgió primero en la evolución que conduce desde los homínidos primitivos hasta el hombre actual. Este debate aun no se ha cerrado y harán falta mas datos para decidir si nuestros antepasados lejanos tuvieron primero un cerebro más grande o, por el contrario, su primera adquisición evolutiva fue la posibilidad de caminar en dos pies. Biología C RESPUESTAS A LAS ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN 57 58 EDUCACIÓN ADULTOS 2000 Biología