TEMA 4.La perpetuación de la vida.

I.E.S. Ricardo Bernardo.
http://biologiageologiaiesricardobernardobelenruiz.wordpress.com/1o-bachiller/biologia-1ºbachillerato/
Belén Ruiz.
Dpto. Biología-Geología
1. CONCEPTO DE CICLO BIOLÓGICO
Todos los organismos presentan diferentes etapas a lo largo de su vida, que
constituyen su ciclo vital o biológico:
Renacuajo
FASE INICIAL
6 días
CICLO BIOLÓGICO
DE UNA RANA
2 semanas
En muchos organismos comienza
con una fase unicelular. En otros
casos se origina el nuevo individuo a
partir de un grupo de células del
progenitor.
DESARROLLO
Se producen cambios de tamaño y
forma, así como diferenciación de
estructuras internas. Finaliza al
alcanzar las características adultas.
Fase reproductora
Ranita
REPRODUCCIÓN
5-6
semanas
8 - 12 semanas
Los organismos producen unidades
reproductoras que darán lugar a
nuevos individuos.
EL CICLO CELULAR
INTERFASE
En muchos organismos comienza con
una fase unicelular. En otros casos se
origina el nuevo individuo a partir de un
grupo de células del progenitor.
Fase M
se
Profa
Metafase
Anafase
Telof
ase
Conjunto de fenómenos que se inicia tras la
división celular y finaliza al inicio de la siguiente
división.
2 horas
Se divide en:
G1, S y G2
La replicación del ADN tiene lugar en
el período S.
FASE DE DIVISIÓN
En ella se produce la multiplicación celular.
10 horas
S (fase de síntesis)
Interfase
2. TIPOS DE REPRODUCCIÓN
REPRODUCCIÓN ASEXUAL
§  Los descendientes son copias genéticamente
idénticas al progenitor.
§  Las copias se producen por división del organismo
en dos porciones de igual o diferente tamaño.
§  La utilizan generalmente organismos unicelulares.
REPRODUCCIÓN SEXUAL
§ 
Los descendientes presentan una nueva
combinación de caracteres que los hace
genéticamente únicos.
§ 
Necesita de dos progenitores en la mayoría de los
casos.
§ 
La utilizan organismos pluricelulares.
Pág 63. Actividades 1 y 2.
Pág 76. Actividad 23.
3. LA MULTIPLICACIÓN DE LAS CÉLULAS
Comienza al final del período G2 del ciclo celular. Consiste en la división del núcleo para formar
dos con el mismo número y tipo de cromosomas y con la misma información genética.
Centriolos
Huso acromático
Cromátidas
PROFASE
Centrómero
METAFASE
Cromátida
Cromosom
a hijo
Polo
ANAFASE
TELOFASE
DIVISIÓN CELULAR: MITOSIS
PASO PREVIO:
DUPLICACIÓN DEL
ADN EN LA
INTERFASE: FASE S
ETAPAS DE LA MITOSIS
DIVISIÓN DEL CITOPLASMA: CITOCINESIS
CITOCINESIS ANIMAL
CITOCINESIS VEGETAL
A la altura del plano ecuatorial del huso
acromático, bajo la membrana se forma un
anillo de filamentos contráctiles que se van
estrechando hasta separar las células hijas.
Se forma un tabique de separación llamado
fragmoplasto a partir de vesículas del aparato
de Golgi. En el espacio del fragmoplasto se
formará la lámina media y posteriormente la
pared celular.
ACTINA y MIOSINA en el anillo contráctil
MICROFOTOGRAFÍAS
MITOSIS
Pág 65. Actividad 4.
Pág 76. Actividad 29.
Pág 77. Actividades 33, 34 y 35.
4. TIPOS DE REPRODUCCIÓN ASEXUAL (I)
BIPARTICIÓN
§  S e d a e n o r g a n i s m o s
unicelulares.
§  La unidad reproductora es la
célula.
§  La célula se divide en dos
partes de similar tamaño previa
división del núcleo por mitosis.
GEMACIÓN
§  Se produce en organismos
unicelulares y pluricelulares.
§  Tras la división del núcleo el
citoplasma se divide
desigualmente.
§  Las dos células hijas difieren
notablemente de tamaño.
ESPORULACIÓN
Se producen divisiones
sucesivas del núcleo de
una célula materna.
§  Cada núcleo se rodea de
una pequeña porción de
citoplasma.
§  Al romperse la membrana
de la célula madre, se
liberan las esporas.
§ 
TIPOS DE REPRODUCCIÓN ASEXUAL
A PARTIR DE UN SOLO
ORGANISMO. NO SE
INTERCAMBIA MATERIAL
GENÉTICO. LOS
DESCENDIENTES SON
CLÓNICOS
TIPOS DE REPRODUCCIÓN ASEXUAL
REGENERACIÓN
§  Formación de las partes perdidas como
consecuencia de una lesión.
§  En ocasiones un pequeño fragmento
permite regenerar el organismo completo.
Fragmento
regenerado
ESCISIÓN O
FRAGMENTACIÓN
• Rotura espontánea del organismo progenitor
en dos o más fragmentos cada uno de los
cuales dará un individuo completo.
Escisión
Pág 67. Actividad 6.
Pág 76. Actividad 25.
5. LA REPRODUCCIÓN SEXUAL
El objetivo de la reproducción sexual es formar descendientes diferentes los progenitores.
CONSTA DE LOS SIGUIENTES PROCESOS
FORMACIÓN DE GAMETOS
§  Los gametos son células especializadas que transportan la
información genética de los progenitores.
§  Según la morfología de los gametos se distinguen:
FORMACIÓN DEL CIGOTO
REPRODUCCIÓN ISOGÁMICA:
Los dos tipos de gametos son iguales
aunque de comportamiento distinto.
REPRODUCCIÓN ANISOGÁMICA:
Los dos tipos de gametos son distintos.
§  Los gametos, originados por meiosis, tienen la mitad de
cromosomas (haploides).
§  Tras la unión de los gametos (fecundación) y la unión de los
núcleos (cariogamia) se forma una célula con el número de
cromosomas característico de la especie.
DESARROLLO DEL CIGOTO §  El cigoto se divide por mitosis de acuerdo
con las nuevas instrucciones genéticas.
TIPOS DE REPRODUCCIÓN SEXUAL
UNIÓN DE GAMETOS HAPLOIDES PARA FORMAR EL CIGOTO.
FASES:
A) GAMETOGÉNESIS
GONIAS
MULTIPLICACIÓN
Y CRECIMIENTO
DIPLOIDES
HAPLOIDES
B) FUSIÓN DE LOS GAMETOS
C) DESARROLLO EMBRIONARIO
ISOGAMIA Y ANISOGAMIA
La ISOGAMIA o ISOGÁMICA: en protoctistas
(algunos) y organismos sencillos pluricelulares los
dos individuos son morfológicamente iguales, con
comportamiento distinto. Los gametos se llaman
cepas de apareamiento ,+ y - ,según su
comportamiento.
La ANISOGÁMICA O HETEROGAMIA: es la
forma más frecuente de reproducción sexual tanto
en animales como en plantas.
•  Animales: Los órganos de formación de
gametos se llaman gónadas. Donde se
forman células sexuales masculinas de
pequeño tamaño dotadas de gran movilidad
que son los microgametos
(espermatozoides), y de células femeninas
de mayor tamaño y sin movilidad propia que
son los macrogametos (el óvulo humano es
unas 10.000 veces mayor que el
espermatozoide).
•  Vegetales: Los órganos de formación de los
gametos se llaman gametangios. El gameto
femenino se denomina oosfera, el gameto
masculino móvil anterozoide.
UNISEXUALIDAD Y HERMAFRODITISMO
Las especies vegetales, al igual que las
animales, pueden ser:
§  Unisexuales o dioicas (existen dos
tipos de individuos diferentes, cada uno
de sexo diferente)
§  Monoicas o hermafroditas (el mismo
individuo tiene los dos sexos y produce
los dos tipos de gametos). En este
último caso, no se suele dar la
autofecundación y los órganos suelen
madurar en momentos diferentes. Lo
más frecuente es la fecundación
cruzada (en ella los dos individuos
hermafroditas se fecundan
mutuamente).
PARTENOGÉNESIS
Desarrollo de óvulos sin fecundar que dan lugar a adultos normales.
CICLO PARTENOGENÉTICO DE LOS PULGONES
4. Fecundación: fusión
de gametos haploides
5. Reproducción
ovípara
Huevos
3. Partenogénesis
meiótica
INVIERNO
OTOÑO
Hembras con
alas (2n)
2. Última generación
al final del verano
Pág 69. Actividades
7 y 8.
Pág 77. Actividades
Varias generaciones de
26, y 27.
hembras vivíparas
Hembras sin
alas (2n)
PRIMAVERA
VERANO
1. Partenogénesis
ameiótica
6. LA DIVISIÓN CELULAR POR MEIOSIS
EN CÉLULAS
FORMADORAS DE
GAMETOS
1ª DIVISIÓN:
§  RECOMBINACIÓN EN PROFASE I
§  D I V I S I Ó N R E D U C C I O N A L
(SEPARACIÓN DE CROMOSOSMAS)
2ª DIVISIÓN:
§  IGUAL QUE UNA MITOSIS
§  SEPARACIÓN DE CROMÁTIDAS
La profase I de la meiosis
Etapa de larga duración, en la que los cromosomas homólogos se emparejan e
intercambian material hereditario.
Entrecruzamiento
Centriolos
ETAPAS DE LA PROFASE
Cromátidas
hermanas
Cromosomas homólogos
apareados en sinapsis
Quiasmas
Los
entrecruzamientos
originan la
recombinación
genética del
material hereditario
aumentando la
variabilidad
genética.
Los filamentos de
ADN comienzan a
condensarse. Los
cromosomas se
hacen visibles.
Cada cromosoma se
aparea longitudinalmente,
gen a gen, con su
homólogo formándose
sinapsis.
Las cromátidas homólogas se unen
íntimamente en algunos puntos, donde
tienen lugar roturas y
entrecruzamientos de fragmentos de
cromátidas.
La división meiótica
1ª DIVISIÓN MEIÓTICA
Profase I
Placa metafásica
doble
Metafase I
Anafase I
Telofase I
2ª DIVISIÓN MEIÓTICA
Placa metafásica
sencilla
Metafase II
Anafase II
Telofase II
Características y consecuencias de la meiosis
La meiosis es un tipo especial de división celular que reduce a la mitad el número de
cromosomas de las células hijas.
Tiene lugar en los organismos con reproducción sexual.
En la meiosis tienen lugar dos divisiones sucesivas:
1ª división
meiótica
la primera división meiótica
la segunda división meiótica
2ª división
meiótica
Se forman cuatro células haploides por cada célula
materna diploide reduciéndose a la mitad el número
de cromosomas del núcleo original diploide.
La meiosis puede originar dos tipos de células:
- Gametos, que se unirán entre sí para formar un cigoto.
- Esporas, que pueden originar por mitosis individuos
haploides.
4 células haploides
Pág 71. Actividades 9 y 10.
Pág 76. Actividades 28 y 30.
Pág 77. Actividad 38.
7. CLONES Y CLONACIÓN
Célula madre totipotente
puede crecer y formar un
organismo completo, tanto los
componentes embrionarios (como
por ejemplo, las tres capas
embrionarias, el linaje germinal y
los tejidos que darán lugar al saco
v i t e l i n o ) , c o m o l o s
extraembrionarios (como la
placenta). Es decir, pueden formar
todo los tipos celulares.
La célula madre por excelencia es el cigoto, formado
cuando un óvulo es fecundado por un
espermatozoide.
El cigoto es totipotente, es decir, puede dar lugar a
todas las células del feto y a la parte embrionaria de la
placenta.
Célula madre pluripotente
no puede formar un organismo completo, pero puede formar cualquier
otro tipo de célula proveniente de los tres linajes embrionarios
(endodermo, ectodermo y mesodermo), así como el germinal y el saco
vitelino. Pueden, por tanto, formar linajes celulares.
Células madre multipotentes
Son aquellas que sólo pueden generar células de su propia capa o
linaje embrionario de origen (por ejemplo: una célula madre
mesenquimal de médula ósea, al tener naturaleza mesodérmica, dará
origen a células de esa capa como miocitos, adipocitos u osteocitos,
entre otras).
Células madre unipotentes
Pueden formar únicamente un tipo de célula particular.
Desarrollo de células madres
Conforme el embrión se va desarrollando, sus células van perdiendo esta propiedad (TOTIPOTENCIA) de forma progresiva, llegando a la fase de blástula o blastocisto en la que con<ene células PLURIPOTENTES (células madre embrionarias) capaces de diferenciarse en cualquier célula del organismo salvo las de la parte embrionaria de la placenta. Conforme avanza el desarrollo embrionario se forman diferentes poblaciones de células madre con una potencialidad de regenerar tejidos cada vez más restringida y que en la edad adulta se encuentran en "nichos" en algunos tejidos del organismo.
Las células madre embrionarias pueden convertirse en
cualquier tejido del cuerpo.
Cultured Laboratory Stem Cells
Blastocito
La manipulación científica permite a las células madre,
convertirse en tejidos especializados (células diferenciadas).
(linfocitos, neuronas, células musculares)
Linfocitos
Células
musculares
Neuronas
Células totipotentes
Células pluripotentes
La clonación implica hacer copias idénticas
§  Para hacer muchas copias idénticas de una molécula
de ADN o un tramo de ADN (ADN o la
CLONACIÓN MOLECULAR).
§  Para reproducir un organismo (CLONACIÓN
REPRODUCTIVA).
§  Para producir células indiferenciadas (células
madre) con el propósito de estudiar y tratar
enfermedades (CLONACIÓN TERAPÉUTICA).
Transferencia nuclear de células somáticas(SCNT):
Dolly—La primera clonacion real (1997)
Célula mamaria (oveja de 6
años.)
Obtención del
núcleo
+
Célula
vacia
¡Oveja clonada!
1
29
Número de ovejas
realmente clonadas
en la actualidad.
Número de huevos reconstruidos en
condiciones de ser implantado en
oveja semi-embarazada.
434
Número de huevos
reconstruidos con éxito.
Células madre y clonación terapéutica
Reemplazo de células dañadas
(i.e., después de un tratamiento
agresivo)
+
Células madre cultivadas
en laboratorio
Tejido reparado
(reparación de páncreas
diabético)
Ingeniería de tejidos (crecimiento
potencial de un órgano)
Blastocito
¿Por qué utilizar la tecnología de clonación?
Paciente
Células del
paciente
CLONACIÓN
TERAPÉUTICA
Cultivo en laboratorio de
células madre del paciente,
para uso terapéutico.
§  El uso de las células del
cuerpo del paciente
para generar tejidos
q u e n o s ó l o
proporciona un
suministro abundante,
sino también elimina el
rechazo del tejido.
§  La tecnología podría
ser utilizada para tratar
una amplia gama de
enfermedades, desde el
daño del corazón hasta
la diabetes.
Breve historia de la clonación moderna
§  1938: Hans Spemann propone la clonación animal mediante la transferencia
nuclear de células somáticas (SCNT).
§  1952: Robert Briggs y Thomas King realizaron un trasplante de embrión de
rana en un óvocito sin núcleo.
§  1977: Karl Illmensee afirma haber clonado ratones (en 1983 acusado de fraude
científico).
§  1984: Davor Solter (Instituto Wistar, PA) afirma que la clonación es
biológicamente imposible.
§  1984: Steen Willadsen (Cambridge, Reino Unido) clones de embriones de
ovejas por la separación de las primeras células embrionarias, similar a la
manera en que surgen naturalmente los gemelos (llamado embrión gemelo).
Fue el primero en Verificar la clonación de un mamífero.
§  1986: en la Universidad de Wisconsin, una vaca es clonada a partir de células
de un embrión de vaca, utilizando clonación gemela.
§  1997: Ian Wilmut (Roslin Institute), clonó una oveja, llamada "Dolly", de una
célula mamaria.
Aplicaciones de la clonación
La clonación de plantas:
La clonación en humanos:
La clonación de
animales:
Pág 73. Actividad 13.
Bibliografía y páginas web
§  BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA. PEDRINACI, Emilio. GIL, Concha. GÓMEZ DE
SALAZAR, José María.. Editorial SM.
§  CONCEPTOS ANIMADOS EN HIPERTEXTOS DEL ÁREA DE BIOLOGÍA
§  www.departamentobiologiaygeologiaiesmuriedas.wordpress.com
§  http://www.lourdesluengo.es/animaciones/animaciones.htm
§  http://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/
1bachillerato/animal/invesclona.htm