TEMA IV: La Revolución Genética

TEMA IV: La Revolución Genética
Desvelando los orígenes de la vida
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htm
Luis nació hace cuatro años, es el segundo hijo de Pedro y Luisa, y tiene
una hermana, Laura, que tiene seis años. Pedro es un varón de 35 años, de
ojos marrones, pelo oscuro, 1,70 m de estatura y 68 kilos de peso, y Luisa,
mujer de 30 años, también es de ojos marrones y pelo oscuro, con 1,68 m
de estatura.
Antes de nacer, a su madre le hicieron una amniocentesis para ver si él,
cuando era todavía un embrioncillo, estaba bien. Al poco de nacer le
pinchó una enfermera en un pie y le sacaron un poco de sangre para
hacerle la prueba de la fenilcetonuria, que dio negativa. Ahora Luis tiene
ojos azules y es rubio, y, aunque su padre toca el piano, después de años
de estudio, y su madre sabe jugar al ajedrez, él es incapaz de tocar dos
notas seguidas ni de entender cómo se mueve el caballo.
a) ¿Es posible que Luis tenga ojos azules si sus padres son de ojos
marrones?
No, eso es absolutamente imposible
Dependerá de cómo sean sus abuelos
Sólo podría tener, como mucho, un ojo azul y el otro marrón
Si puede, si sus padres llevan oculta la información para el color azul
b) ¿Podrá medir más de 1,70 m cuando crezca?
No, no podrá porque sus padres no llegan a esa talla
Podrá si tiene información genética adecuada
Podrá si tiene una buena alimentación de pequeño y hace ejercicio
Los hijos siempre son más altos que los padres
c) ¿Por qué no sabe tocar el piano ni jugar al ajedrez?
Porque los caracteres adquiridos a lo largo de la vida no son
hereditarios
Porque es muy torpe, ya que sus padres le han pasado la información
genética necesaria
1
Sus padres le han podido pasar la capacidad de aprendizaje, pero
nunca el aprendizaje de cosas concretas
Porque no le interesan en absoluto esas actividades
La fenilcetonuria se produce porque existe un alelo recesivo defectuoso
que fabrica una enzima que no funciona, por tanto es una enfermedad
genética.
d) ¿Los hijos de Luis heredarán la enfermedad?
Si, si la mujer de Luis también tiene el alelo podrían tener hijos
homocigotos para la enfermedad
Nunca podrían heredarla porque es un alelo recesivo
Sólo la heredará el hijo mayor
No afectará a las hijas
e) Si se detectara el alelo defectuoso en el cigoto, ¿cómo se podría curar
la enfermedad?
Es una enfermedad incurable
Se le puede inyectar al individuo la proteína funcional
Se podría cambiar el gen defectuoso por otro sano
Se puede cambiar el núcleo del cigoto por otro distinto
La amniocentesis dará información sobre las células de Luis.
f) ¿Qué tipo de información nos puede dar una amniocentesis?
El sexo del feto
Las anomalías cromosómicas
El color de la piel
Las enfermedades heredadas
Este verano un exceso de Sol le ha provocado la aparición de unas
manchas en la piel.
g) ¿A qué pueden ser debidas esas manchas?
A que en verano uno se lava menos
Son cosas de la arena de la playa
2
Son grupos de células que han sufrido alguna mutación por efecto de
las radiaciones ultravioletas
Son células que se han muerto por efecto de los rayos X del Sol
h) ¿Sus hijos nacerán con las manchas?
Si, puesto que Luis les pasará su información genética
No, puesto que las células de la piel mutadas no intervienen en la
reproducción sexual
Si, puesto que esas células tienen información genética que, aunque
modificada, es hereditaria
No, sólo se heredarían si las células mutantes estuvieran en el tejido
germinal que produce espermatozoides
i) Si Luis y su hermana Laura fueran gemelos, ¿podrían ser de sexos
distintos?
No, si son gemelos tienen que ser a la fuerza del mismo sexo
No, porque los gemelos sólo se pueden formar a partir de un solo
cigoto (óvulo fecundado)
Si, puede ser si se fecundan y se desarrollan dos óvulos diferentes a la
vez
Todavía no sabemos si eso es posible
LA REPRODUCCIÓN ASEXUAL
Señala cuáles son las frases verdaderas respecto a la reproducción asexual:
La realiza un solo individuo
Sólo se da en vegetales
Permite la evolución
No requiere células especializadas
Es sencilla
Es rápida
Requiere la presencia de gametos
Sólo se da en animales
3
La realizan, al menos, dos individuos
Es lenta
LA CROMATINA
La cromatina es la unión de ADN
con
Durante el ciclo celular la cromatina
presenta
histonas
:-)
niveles de compactación
:-)
ADN más proteínas
nucleosomas
:-)
Collar de perlas
1er nivel de compactación
:-)
Solenoide
2º Nivel de compactación
:-)
Rodillo y roseta
3er y 4º nivel de compactación
:-)
Cromosoma
5º nivel de compactación
:-)
Los cromosomas
Los cromosomas son los portadores de nuestros genes. A su vez, nuestros
genes son los que transmiten la información hereditaria de padres a hijos.
El ADN se encuentra en el núcleo de la célula, densamente compactado y
unido a proteínas. Cuando la célula se va a dividir, los cromosomas se
duplican para poder distribuir la información genética de forma equitativa
entre las dos células hijas.
Tras la duplicación, los cromosomas estarán formados por dos partes
idénticas denominadas cromátidas, unidas entre si por el centrómero, que
divide a cada cromosoma en dos partes denominadas brazos.
En la división celular llamada mitosis, las dos cromátidas de un mismo
cromosoma se separan, yendo cada una a una célula hija.
En la especie humana existen 46 cromosomas, pero en los gametos
humanos, óvulos y espermatozoides, sólo hay 23 cromosomas; al unirse los
dos gametos en la fecundación, el cigoto volverá a tener los 46 cromosomas
de la especie. La división por la cual se forman los gametos se denomina
meiosis, y consiste en dos divisiones consecutivas de las céulas diploides
del tejido germinal, una para separar los cromosomas homólogos, y otra para
separar las cromátidas y originar los gametos haploides
4
El cariotipo es la representación de los cromosomas ordenados por pares de
homólogos y por tamaños; de todos los cromosomas, existen dos que
determinan el sexo, son los cromosomas X e Y.
Completar el siguiente cuadro para una división celular por
mitosis
Individuo n = 13
Individuo 2n = 46
Material genético de la
cadenas
n = 13
aisladas
célula madre
Número de células
Dos
células hijas
hijas
Material genético de
13 cadenas
n=
aisladas
las células hijas
Material genético en la
13 cromosomas
n=
profase tardía
Material genético en la n = 13
anafase tardía
polo
cromátidas
en cada
2n =
46 cadenas
aisladas
Dos células
2n = 46
hijas
cadenas aisladas
2n = 46 cromosomas
2n =
46 cromátidas
5. EL NÚMERO CROMOSOMATICO
A la vista de los resultados de la Actividad 4, ¿existe alguna diferencia
entre la mitosis de un ser HAPLOIDE, y la de un ser DIPLOIDE?.
No
5b LA MEIOSIS
1
¿Para qué sirve la meiosis?
Para producir gametos
2 ¿Qué se forma cuando se condensa el ADN?
Cromosomas con dos cromátidas
3 ¿Qué hacen los cromosomas homólogos?
Intercambian cromátidas
4 ¿Qué se separa en la Anafase I?
5
Cromosomas
5 ¿Qué se separa en la Anafase II?
Cromátidas
6
Completa el siguiente cuadro para una especie que sea 2n=30:
Células que la sufren
Nº de divisiones celulares
Material genético de
las células hijas
Nº de células hijas
7.
MITOSIS
MEIOSIS
Todas
Sólo las
Diploides
2
1
2n = 30
cadenas
n=
15
cadenas
4
2
15
Material de la
Profase/Profase I
30
Material de la
Anafase/Anafase I
30
cromosoma
pares de
cromosomas
homólogos
cromátidas
cromosoma
en cada polo
15
cada polo
en
Busca en la sopa de letras el nombre de lo diez conceptos o
personajes relacionados con la Unidad Didáctica de Genética que
aparecen en la columna de la izquierda. Pincha en la primera letra y
arrastra el cursor sobre el resto de la palabra.
6
8.
LA HERENCIA DE LOS CARACTERES
1 La información genética hace que los seres vivos se parezcan a sus
padres.
Verdadero
2 La recombinación genética no implica la aparición de seres vivos
nuevos.
Falso
3 Recombinación genética, meiosis y recombinación hacen que los
seres vivos sean diferentes entre sí.
Verdadero
4 La Genética estudia los distintos tipos de seres vivos.
Falso
5 Las Leyes de la Herencia sólo se pueden aplicar a los seres
superiores, animales y plantas.
Falso
12. Los experimentos de Mendel se basaron en dos premisas:
7
- Se cruzaban inicialmente homocigotos entre sí para obtener la F1
- Se cruzaban individuos de la F1 entre sí para obtener la F2.
Mendel controlaba la reproducción y contaba los descendientes de cada
cruce para obtener proporciones, y a partir de los resultados de los
cruces elaboraba una generación que explicaba dichos resultados; esas
generalizaciones son las que nosotros conocemos como leyes de Mendel,
cuyo enunciado es el siguiente:
1ª Ley de Mendel
Al cruzar entre sí dos razas puras se obtiene una generación filial que
es idéntica entre sí e idéntica a uno de los padres.
2ª Ley de Mendel
Al cruzar entre sí dos híbridos, los factores hereditarios de cada
individuo se separan, ya que son independientes, y se combinan
entre sí de todas las formas posibles.
3ª Ley de Mendel
Al cruzar entre sí dos híbridos los caracteres hereditarios se separan,
ya que son independientes, y se combinan entre sí de todas las
formas posibles.
Lo que Mendel llamó factores hereditarios nosotros lo llamamos hoy en
día "alelos", a las razas puras las llamamos "homocigotos" y a los
híbridos, "heterocigotos".
Cuando Mendel estudiaba los caracteres aisladamente, todos cumplían
sus generalizaciones, pero cuando los estudiaba de dos en dos, había
algunas combinaciones de caracteres que no cumplían sus Leyes,
aunque Mendel no supo explicar el porqué. Hoy en día sabemos que esos
caracteres no cumplen las Leyes de Mendel precisamente porque no son
independientes, es decir, porque están situados en el mismo
cromosoma.
8
SEGUNDA PARTE DE EJERCICIOS DE INTERNET
1. La mujer posee dos cromosomas sexuales, XX; y el hombre, tambien
dos: XY. Si hay más cromosomas X que Y, ¿Cómo es posible que en la
fecundación no se gesten más niñas XX que niños XY? Para que sea
más sencillo fíjate en este esquema:
Porque cada uno aporta la mitad, la
mujer siempre aporta X y el hombre
aporta X o el Y y hay el 50% de
posibilidades de que sea X o Y.
2. En las células eucariotas (con núcleo definido) ¿podrían los ribosomas
traducir directamente la secuencia del ARN mientras este se esta
sintetizando en el núcleo?
Que la célula eucariota, como tiene
membrana nuclear definida, el ADN
es una molécula muy grande no
puede atravesarla. Se necesita el
ARN porque como es una molécula
mas pequeña puede atravesar la
membrana y traduce el mensaje del
ADN. Este ARN sale del núcleo y
llega al citoplasma donde en los
ribosomas con la información que
lleva sintetizada las proteínas.
3. ¿Qué ocurrirá tras la fecundación si las células sexuales llevasen
pares de cromosomas en vez de un juego sencillo?
En la fecundación la mitad de los cromosomas los aporta una célula y la
otra mitad la otra célula, para que la célula restante tenga 23 pares de
cromosomas es necesario que las células sexuales (gametos) tengan
únicamente 23 cromosomas cada una porque sino la dotación genética se
doblaría en cada fecundación.
4. Elige las respuestas correctas. Los cromosomas:
a)
b)
c)
d)
Están compuestos por aminoácidos.
Contienen genes
Están compuestos por ARN.
Se encuentra en el citoplasma celular.
9
5. Las proteínas son cadenas de otras moléculas más sencillas llamadas
aminoácidos. Los seres vivos nos construimos con estas moléculas, y
gran parte del funcionamiento del organismo depende de ellas.
a) ¿Dónde se encuentran las instrucciones para secuenciar los
aminoácidos?




En el gen.
En el ARN.
En los ribosomas.
En el ADN basura.
b) ¿Quién trasmite las instrucciones?




El gen.
El ARN.
Los ribosomas.
En el ADN basura.
c) ¿Dónde se fabrican las proteínas?




El gen.
El ARN.
En los ribosomas.
En el ADN basura.
6. Este fragmento de ADN se esta duplicando.
a) Completa las bases de las
cadenas hijas.
b) ¿Son iguales las dos cadenas
hijas?
No, no son iguales.
7. La radiación solar en grandes dosis es nociva para la piel, ya que
contiene rayos UV (ultravioletas). Pero a su vez permite la síntesis de
la vitamina D, necesaria para la fijación del calcio. Como somos <
monos desnudos >, la piel dispone de un pigmento, la melanina (lo que
nos pone morenos), que nos protege de esta radiación. Si la escasez o
abundancia de melanina fuese producto de una mutación, ¿Cómo
selecciono el medio a los individuos?
a) En lugares de baja insolación.
10
Menos melanina
b) En lugares de alta insolación.
Más melanina
8. Recientemente en Turquía se han dado a conocer cuatro hermanos
que tienen una curiosa malformación; andan con pies y manos. Si se
trata de una anomalía genética:
a) ¿Podría pasar a su descendencia?
Si.
b) ¿Crees que facilitaría la vida a estas personas o se la dificultarían?
¿Seria por tanto, un carácter seleccionado por el medio?
Se las dificultaría porque es una anomalía. No seria un carácter
seleccionado por el medio, porque va en contra de la evolución del ser
humano “normal”.
9. El ADN no puede salir del núcleo: ¿Cómo logra llevar a los ribosomas
que están en el citoplasma la información que aportan?
Por medio del ARN mensajero.
10. Algunas bacterias fueron las primeras herramientas de ingeniería, pero
¿Por qué es más fácil la manipulación genética de las bacterias que de
las células de otros organismos?
a) Por su gran tamaño.
b) Porque carecen de membrana nuclear.
c) por su rápida replicación.
11. La siguiente fotografía corresponde a una cría de mamut (animal
extinguido) de unos 10000 años de antigüedad que se a encontrado
congelada en Siberia. Supón que de alguna de sus células pudiese
extraerse el material genético en buen estado y este fuese incorporado
al ovulo de una elefanta (una vez extraído el material genético).
a) ¿Qué ocurriría con la cría?



Saldría un elefante.
Saldría un hibrido entre mamut y elefante.
Saldría un Mamut.
b) ¿Y si lo que se consigue fuese esperma
viable y con el se fecundase el ovulo del
elefante hembra.
11



Saldría un elefante.
Saldría un hibrido entre mamut y elefante.
Saldría un Mamut.
12. El individuo del dibujo es diabético. Las células de su páncreas, por
una anomalía genética, no producen insulina.
¿Qué técnica representa el
siguiente esquema para
solucionar su problema?
Ordena
los
textos
asociando cada uno de
ellos a un número.
1. Se obtienen células el enfermo.
2. En el laboratorio se elimina la información genética que permite la
replicación del virus.
3. Se inserta un gen que funciona correctamente de la insulina.
4. El virus modificado se introduce en las células extraídas del paciente.
5. Las células quedan modificadas genéticamente.
6. Se inyectan en el páncreas del paciente y estas ya producen insulina.
13. Explica en pocas palabras:
a) ¿Qué utilidades tiene la técnica conocida como PCR?
Es una técnica que permite amplificar rápidamente muestras del ADN.
Es decir obtener una cantidad apreciable del ADN a partir de una
muestra muy pequeña
b) ¿Cómo se emplea el ADN para identificar personas?
Entre el ADN de distintas personas existen diferencias. Existen
repeticiones de unos pocos nucleótidos en determinados cromosomas
que se denominan. Estas repeticiones se denominan en tandas cortas.
La coincidencia en estas repeticiones permite relacionar una muestra
con un individuo.
14. Busca en Internet argumentos a favor y en contra de los alimentos
transgénicos.
12
ALIMENTOS TRANSGÉNICOS
ARGUMENTOS A FAVOR
ARGUMENTOS EN CONTRA
 La tecnología genética ha  Aunque los experimentos dehecho posible que los alimenmuestran que la calidad nutritos sean más nutritivos, introtiva de los alimentos transgénduciendo ciertas característicos es considerablemente más
cas de plantas y animales, por
alta, no se ha podido demostrar
lo cual se espera que dismique estas alteraciones sean
nuya la mala nutrición de
inofensivas para el ser humano.
muchos seres humanos e
Algunas consecuencias inespeincluso algunos entusiastas
radas pueden ser alergias,
creen que gracias a los alimenresistencia a antibióticos, etc.
tos transgénicos, se erradicará
el hambre mundo, pues los  La
mayor
parte
de
los
frutos serán más nutritivos y
insecticidas son fabricados por
grandes.
las mismas empresas que
ahora promueven la investi Las
plantas
serán
más
gación genética,; éstas cobran
resistentes tanto a plagas
por las patentes de sus semicomo a insecticidas, lo que
llas, por las mejoras que
permitirá que los cultivos se
realizaron en el ganado, etc.
aprovechen al máximo. De
Cuando las plantas y los
igual manera los animales,
animales desarrollan resistenaumentarían su resistencia al
cia a enfermedades o plagas,
frío y a las enfermedades, esto
éstas se vuelven más fuertes y
ayudaría a los campesinos a
se convierten en un peligro no
tener mejores ganancias.
sólo para los seres humanos si
no también para la fauna
silvestre.
 Pueden crearse plantas capaces de vivir en zonas desérticas o con suelo gastado, esto  El equilibrio ecológico puede
ayudaría a que incluso en
verse afectado: se ha demoszonas alejadas o empobrecidas
trado que al introducir nuevas
del mundo, donde cultivar es
especies en ambientes que les
muy difícil o imposible, se
son desconocidos, trae como
logre una mejor calidad en los
consecuencia problemas en el
alimentos, pues las variedades
ecosistema. En caso de que
de plantas que se pueden
éstas fueran adaptables, pocultivar serían mayores.
drían propagarse y convertirse
en una plaga que destruiría
plantas nativas, pues lucharían
 Estas técnicas ayudarán a
por espacio, agua, luz, etcétera.
conservar especies en peligro
Los animales que llegaran a
de extinción, pues habrá
alimentarse de estas plantas se
suficiente alimento para todos
verían en dificultades; y si
y no habrá necesidad de
comen plantas nuevas pueden
consumir más allá de lo que el
multiplicar su número de forma
mismo hombre produce, las
alarmante.
tierras que pertenezcan a las
13
reservas ecológicas no serán
invadidas (no habrá necesidad  El problema más inmediato de
de taladrar la selva pues se
estos productos, y que incluso
podrá sembrar en tierras
comienza a amenazar a México,
gastadas).
es que la patente es de
empresas privadas. Como se
mencionó antes, las empresas
que las producen, las venden y
cobran por cada una de las
semillas, esto puede agravar la
situación del campo, sobre todo
en los países más pobres del
mundo, pues los pequeños
productores y campesinos tendrán que pagar no sólo por las
semillas que compren a estas
empresas, sino por aquellas
que nazcan en sus campos.
Además de que la conservación
de estas especies tendría un
costo muy alto, la pregunta es
¿quién pagará para protegerlas?
15. Une cada palabra con la frase adecuada:
Gen: Fragmento de cromosoma que codifica una proteína.
Genoma: Conjunto de todos los genes de un organismo.
ADN: Acido desoxirribonucleico.
ARN: Molécula que sirve para llevar la información del ADN contenido en el
núcleo a los ribosomas (para fabricar proteínas)
PCR: Técnica para multiplicar ADN.
Células madre: Sirven para obtener por diferenciación células de todos los
tejidos.
Clonación: Obtención de individuos con igual dotación genética.
Transgénico: Organismo que recibe un gen modificado.
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