tema 4.la perpetuación de la vida
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I.E.S. Ricardo Bernardo.http://biologiageologiaiesricardobernardobelenruiz.wordpress.com/1o-bachiller/biologia-1º-
bachillerato/
Belén Ruiz.Dpto. Biología-Geología
1. CONCEPTO DE CICLO BIOLÓGICO
CICLO BIOLÓGICO DE UNA RANA
Renacuajo
6 días
2 semanas
8 - 12 semanas
Ranita
Fase reproductora
Todos los organismos presentan diferentes etapas a lo largo de su vida, que constituyen su ciclo vital o biológico:
FASE INICIAL
DESARROLLO
REPRODUCCIÓN
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.
Se producen cambios de tamaño y forma, así como diferenciación de estructuras internas. Finaliza al alcanzar las características adultas.
Los organismos producen unidades reproductoras que darán lugar a nuevos individuos.
5 - 6 semanas
EL CICLO CELULAR
G 2
S (fase de síntesis)
G1
Interfase
10 horas4
hora
s 4 horas
Pro
fase
Met
afas
e
Ana
fase
Tel
ofas
eC
itoci
nesi
s
2 horas
Fase MConjunto de fenómenos que se inicia tras la división celular y finaliza al inicio de la siguiente división.
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 DE DIVISIÓN
En ella se produce la multiplicación celular.
Se divide en:
G1, G2S y
La replicación del ADN tiene lugar en el período S.
2. TIPOS DE REPRODUCCIÓN
REPRODUCCIÓN ASEXUAL
REPRODUCCIÓN SEXUAL
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.
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.
PROFASE METAFASE ANAFASE TELOFASE
Centriolos
Cromátidas
Huso acromático
Centrómero Polo
CromátidaCromosoma hijo
PASO PREVIO: DUPLICACIÓN DEL
ADN EN LA INTERFASE: FASE S
PASO PREVIO: DUPLICACIÓN DEL
ADN EN LA INTERFASE: FASE S
DIVISIÓN CELULAR: MITOSIS
ETAPAS DE LA MITOSIS
DIVISIÓN DEL CITOPLASMA: CITOCINESIS
CITOCINESIS VEGETALCITOCINESIS ANIMAL
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
MICROFOTOGRAFÍAS MITOSIS
Pág 65. Actividad 4.Pág 76. Actividad 29.Pág 77. Actividades 33, 34 y 35.
4. TIPOS DE REPRODUCCIÓN ASEXUAL (I)
ESPORULACIÓNBIPARTICIÓN
Se da en organismos 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.
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.
A PARTIR DE UN SOLO ORGANISMO. NO SE
INTERCAMBIA MATERIAL GENÉTICO. LOS
DESCENDIENTES SON CLÓNICOS
TIPOS DE REPRODUCCIÓN ASEXUAL
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 DEL CIGOTO
FORMACIÓN DE GAMETOS
DESARROLLO DEL CIGOTO
Los gametos son células especializadas que transportan la información genética de los progenitores.
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.
Según la morfología de los gametos se distinguen:
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).
El cigoto se divide por mitosis de acuerdo con las nuevas instrucciones genéticas.
UNIÓN DE GAMETOS HAPLOIDES PARA FORMAR EL CIGOTO.
FASES:
A) GAMETOGÉNESIS
UNIÓN DE GAMETOS HAPLOIDES PARA FORMAR EL CIGOTO.
FASES:
A) GAMETOGÉNESIS
TIPOS DE REPRODUCCIÓN SEXUAL
DIPLOIDES
HAPLOIDES
GONIAS
MULTIPLICACIÓN
Y CRECIMIENTO
B) FUSIÓN DE LOS GAMETOS
C) DESARROLLO EMBRIONARIO
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.
ISOGAMIA Y ANISOGAMIA
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).
UNISEXUALIDAD Y HERMAFRODITISMO
PARTENOGÉNESIS
Desarrollo de óvulos sin fecundar que dan lugar a adultos normales.
CICLO PARTENOGENÉTICO DE LOS PULGONES
INVIERNO
VERANO
OTOÑO PRIMAVERA
Huevos Hembras sin alas (2n)
Varias generaciones de hembras vivíparas
1. Partenogénesis ameiótica
2. Última generación al final del verano
Hembras con alas (2n)
3. Partenogénesi
s meiótica
5. Reproducción ovípara4. Fecundación: fusión
de gametos haploides
Pág 69. Actividades 7 y 8.Pág 77. Actividades 26, y 27.
EN CÉLULAS FORMADORAS DE
GAMETOS
1ª DIVISIÓN:
RECOMBINACIÓN EN PROFASE I
DIVISIÓN REDUCCIONAL (SEPARACIÓN DE CROMOSOSMAS)
2ª DIVISIÓN:
IGUAL QUE UNA MITOSIS
SEPARACIÓN DE CROMÁTIDAS
6. LA DIVISIÓN CELULAR POR MEIOSIS
La profase I de la meiosis
Etapa de larga duración, en la que los cromosomas homólogos se emparejan e intercambian material hereditario.
ETAPAS DE LA PROFASE
Centriolos
Cromátidas hermanas
Cromosomas homólogos apareados en sinapsis
Quiasmas
Entrecruzamiento
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.
Los entrecruzamientos
originan la recombinación
genética del material hereditario
aumentando la variabilidad
genética.
La división meiótica
1ª DIVISIÓN MEIÓTICA
2ª DIVISIÓN MEIÓTICA
Profase I Metafase I Anafase ITelofase I
Telofase IIAnafase IIMetafase II
Placa metafásica doble
Placa metafásica sencilla
Características y consecuencias de la meiosis
1ª división meiótica
2ª división meiótica
4 células haploides
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:
la segunda división meiótica
la primera 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.
Pág 71. Actividades 9 y 10.Pág 76. Actividades 28 y 30.Pág 77. Actividad 38.
7. CLONES Y CLONACIÓN
Célula madre totipotente 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 vitelino), como los 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.
Células madre multipotentesCélulas 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 Células madre unipotentes
Pueden formar únicamente un tipo de célula particular.
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.
Célula madre pluripotente Célula madre pluripotente
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 contiene 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.
Blastocito
Linfocitos Células musculares
Neuronas
La manipulación científica permite a las células madre, convertirse en tejidos especializados (células diferenciadas).
(linfocitos, neuronas, células musculares)
Cultured Laboratory Stem Cells
Células totipotentesCélulas totipotentes
Células pluripotentes 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!
29 4341
Número de huevos reconstruidos con éxito.
Número de huevos reconstruidos en condiciones de ser implantado en oveja
semi-embarazada.
Número de ovejas realmente clonadas
en la actualidad.
Células madre y clonación terapéutica
+
Blastocito
Reemplazo de células dañadas(i.e., después de un tratamiento
agresivo)
Tejido reparado(reparación de páncreas
diabético)
Ingeniería de tejidos (crecimiento potencial de un órgano)
Células madre cultivadas en laboratorio
¿Por qué utilizar la tecnología de clonación?
El uso de las células del cuerpo del paciente para generar tejidos que no sólo 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.
Células del paciente
CLONACIÓN TERAPÉUTICA
Cultivo en laboratorio de células madre del paciente,
para uso terapéutico.
Paciente
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.
La clonación de plantas:
La clonación de animales:
La clonación en humanos:
Aplicaciones de la clonación
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/1bachill
erato/animal/invesclona.htm