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javier
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TEMA 4“La perpetuación de la vida”
1. Ciclo vital o ciclo biológico• Serían las diferentes etapas de la vida de un organismo• Dependerá del organismo pero en general tiene las siguientes
etapas:
Fase inicial-Unicelular
-Pluricelular1 célula
Fase de desarrollo adulto
Puede reproducirse
La reproducción no es una función necesaria para la supervivencia del individuo pero sí de la especie
4. La perpetuación de la vida
C o n c e p t o d e c ic lo b io ló g ic o
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
Rhynchophorus ferrugineus
Rhynchophorus ferrugineus
Rhynchophorus ferrugineus
Ciclo biológico = Ciclo celular
4 horas
Pro
fase
Met
afa
se
Tel
ofas
eC
itoci
nesi
s
Conjunto de fenómenos que se inicia tras la división celular y finaliza al inicio de la siguiente división.
INTERFASE
FASE DE DIVISIÓN = Fase M
En ella se produce la multiplicación celular.
Se divide en Mitosis y Citocinesis
Se divide en:
• G1: crecimiento y desarrollo de orgánulos
• S: síntesis (replicación) de ADN (solo si va a iniciar una división celular, si no queda en fase G0)
• G2: crecimiento y preparación para la división
G 2
S (fase de síntesis)
G1
Interfase
10 horas4
hora
s
Ana
fase
2 horas
Fase M
G0
Ciclo celular
Fase G0
Fase G1
Fase permanente en células que no entran nunca en mitosis. Estado de quiescencia. Típico de neuronas.
Síntesis de proteínas y aumento del tamaño celular. Duración variable según el tipo celular.
Replicación del ADN por lo que los cromosomas tendrán dos cromátidas. Síntesis de histonas.
Transcripción y traducción de genes que codifican proteínas necesarias para la división. Duplicación de los centriolos. Se condensan los cromosomas.
División celular
Fase de mitosis
División del citoplasma
Citocinesis
Fase S
Interfase
Fase G2
El ciclo celular
G0
3. La multiplicación (división) celular supone:
• En org. Unicelulares: una reproducción (con desaparición de la célula madre)
• En org. Pluricelulares: un mecanismo para crecer, sustituir a células muertas y ¡para la reproducción asexual!
Para que ocurra se necesita:• Duplicar su material genético (fase S)• Repartirlo equitativamente (mitosis)• Dividir su citoplasma (citocinesis)
PRIMERO RECORDEMOS LA MORFOLOGÍA DE LOS CROMOSOMAS
• La división 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
3.1. División del núcleo: MITOSIS
Mitosis(=Cariocinesis)
PROFASE
METAFASE
Condensación de la cromatina.
Separación de los centriolos a los polos opuestos.
Formación del huso acromático o mitótico.
Desaparece la membrana nuclear y el nucléolo.
Se forman los cinetocoros en los centrómeros.
Los cromosomas alcanzan el grado máximo de condensación.
El huso acromático se extiende entre los dos polos.
Se forma la placa ecuatorial o metafásica.
Cada una de las cromátidas del cromosoma queda orientada hacia un polo.
OBJETIVO: repartir de manera equitativa el ADN duplicado en la fase S
Mitosis
ANAFASE
TELOFASE
Las cromátidas de cada cromosoma se separan hacia los polos opuestos (acortamiento de microtúbulos cinetocóricos)
Los microtúbulos polares se alargan y separan
los dos polos del huso acromático.
Concluye cuando las cromátidas llegan a los polos.
Los nucleolos reaparecen y los cromosomas empiezan a descondensarse.
La membrana nuclear reaparece
en cada polo.
3.2 División del citoplasma: CitocinesisCélula ANIMAL:
• Aparece un anillo contráctil (filamentos de actina y miosina) en la zona de la placa ecuatorial
Célula VEGETAL:
• No existe estrangulamiento.
• Se forma una pared (fragmoplasto) por unión de vesículas que vienen del A.G. y que contienen los componentes de la pared.
• No se aíslan totalmente, están perforadas por puentes citoplasmáticos (plasmodesmos) para asegurar la comunicación
REPRODUCCIÓN ASEXUAL
2. Tipos de reproducción
• 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
2. Tipos de reproducción
• Necesita de dos progenitores en la mayoría de los casos. O al menos 2 células especiales (gametos) de diferente sexo
• Los descendientes presentan una nueva combinación de caracteres que los hace genéticamente únicos
• La utilizan organismos pluricelulares.
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 (mitosis) 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.
4. Reproducción ASEXUAL A partir de 1 célula o unas pocas células se forma un individuo completo por MITOSIS
Será idéntico al individuo “madre”.
En vegetales es muy común la gemación: Hay varias
modalidades y en general se denomina “reproducción mediante
propágulos”, que son zonas del vegetal con células meristemáticas
(yemas) que dan lugar a un organismo nuevo.
• En tallos: estolones, rizomas, bulbo, …
• En raíces: tubérculos, que tienen yemas que forman tallos aéreos
• En hojas: a partir de yemas que hay en el borde de las hojas
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
Regeneración en VEGETALES: Reproducción por ESQUEJES
OBJETIVO: formar descendientes diferentes de los progenitores
FORMACIÓN DE GAMETOS
• Los gametos son células especializadas que transportan la información genética de los progenitores
• Son haploides (n) tienen la mitad de cromosomas que las células originales
• La reducción a la mitad del nº de cromosomas se produce en una división celular especial llamada…
Según la morfología de los gametos se distinguen:• REPRODUCCIÓN ISOGÁMICA: Los dos tipos de gametos son iguales aunque de
comportamiento distinto (algas, hongos)
• REPRODUCCIÓN ANISOGÁMICA: Los dos tipos de gametos son distintos (animales, vegetales)
5. Reproducción sexual
CONSTA DE LOS SIGUIENTES PROCESOS :
M E I O S I S
REPRODUCCIÓN ANISOGÁMICA
Los gametos son distintos
FEMENINO:- Inmóvil- Gran tamaño
MASCULINO:- Móvil- Menor tamaño
CÉLULAS ANIMALES CÉLULAS VEGETALES
EN ORGANISMOS PLURICELULARES
Los gametos se forman en órganos especializados
GÓNADAS
ANIMALES
GAMETANGIOS
VEGETALES
Musgo de Java
FORMACIÓN DEL CIGOTO
DESARROLLO DEL CIGOTO
• 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.
• Los gametos, originados por meiosis, tienen la mitad de cromosomas (haploides).
• El cigoto se divide por mitosis de acuerdo con las nuevas instrucciones genéticas y se formará el embrión.
INDIVIDUOS UNISEXUALES o DIOICOS
Los sexos están separados:
- Gónadas/Gametangios masculinos MACHOS ♂
- Gónadas/Gametangios femeninos HEMBRAS ♀
Es frecuente el DIMORFISMO SEXUAL: diferencia morfológica entre individuos de uno u otro sexo
Merops apiaster(Abejaruco)
Megasoma nogueirai(escarabajo elefante)
Pavo cristatus(Pavo real)
INDIVIDUOS HERMAFRODITAS o MONOICOS
Los individuos son portadores de ambos tipos de gónadas y producen ambos tipos de gametos
Es frecuente en organismos que viven fijos o son de movimiento lento
(mayoría de vegetales, anélidos, gasterópodos)
- AUTOFECUNDACIÓN: sobretodo se da en parásitos y organismos aislados
- FECUNDACIÓN CRUZADA: dos individuos hermafroditas se aparean y fecundan mutuamente
- La autofecundación se evita siempre que es posible -
Partenogénesis: en algunas especies se pueden desarrollar individuos de óvulos sin fecundar y 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. Partenogénesis meiótica
5. Reproducción ovípara4. Fecundación: fusión
de gametos haploides
Tipo especial de reproducción SEXUAL
Óvulos n
Óvulos 2n
6. 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, pero no una mitad cualquiera sino 1 cromosoma de cada pareja de homólogos.
• Las células hijas tendrán información para realizar todas las funciones
En la meiosis tienen lugar dos divisiones sucesivas:
la segunda división meiótica
la primera división meiótica
Se forman cuatro células haploides (n) por cada célula materna diploide (2n) 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.
Célula diploide
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 I Telofase I
Telofase IIAnafase IIMetafase II
Placa metafásica doble
Placa metafásica sencilla
DIVISIÓN MEIÓTICA I DIVISIÓN MEIÓTICA II
Replicación del ADN
Cromosoma homólogo materno
Cromosoma homólogo paterno
Apareamiento de cromosomas
homólogos y recombinación
génica
Separación de cromosomas
División celular I
División celular II
Separación de cromátidas
4 gametos haploides
¿¿Resultado de la meiosis??
A partir de 1 célula madre se obtienen 4 células haploides (con 1 cromosoma de cada pareja de homólogos) diferentes entre sí (tienen diferente información pero con información para “todo”)
ACTIVIDAD:
Una célula con 8 cromosomas empieza una meiosis
a) ¿Cuántas cromátidas tiene cada cromosoma al empezar la división?
b) ¿Cuántas células hay al terminar la 1ª división? ¿con cuántos cromosomas y de cuantas cromátidas?
c) ¿Qué diferencia hay entre anafase I y II?
d) ¿Cuántas células hay al terminar la 2ª división? ¿con cuántos cromosomas y de cuantas cromátidas?
e) ¿Son iguales las células finales entre sí? ¿por qué?