Actividades reproducción celular

ACTIVIDADES

1. A la vista de la imagen, conteste las siguientes cuestiones:

a) ¿Qué etapa de la mitosis representa? [0’2].

¿Qué indican las flechas A, B y C? [0’3]. ¿Se trata de una célula animal o vegetal?, razone la respuesta [0’25].  Describa  detalladamente los fenómenos naturales que ocurren en esta etapa [0’25].

b) Describa los fenómenos celulares que tienen lugar  en  las  restantes  etapas  de  la  mitosis [0’75]. Explique cuál es el significado biológico de la misma [0’25].

a) Representa la Anafase de la mitosis ya que se puede apreciar que se están separando las cromátidas hermanas hacia los polos.

La A indica una cromátida, llamadas en este caso cromosomas anafásicos, la B representa el huso mitótico formado por los microtúbulos polares y los microtúbulos cinetocóricos, la C es el surco que aparece en la célula al producirse la citocinesis por estrangulación.

Se trata de una célula animal ya que se puede observar que la división del citoplasma se está produciendo por estrangulación a partir del surco de división en mitad de la célula. Si fuera vegetal se produciría pluripartición, división múltiple o esquizogonia.

Cuando en la anafase se separan las cromátidas hermanas hacia los polos opuestos de la célula madre, se empieza a producir la citocinesis. Esta se produce por estrangulación (ya que es animal), en el medio de la célula madre aparece una invaginación de la membrana plasmática (surco), que está recubierto por dentro de microfilamentos que forman un anillo contráctil que se va estrechando. La hendidura que se produce se va acentuando hasta que finalmente se parte el citoplasma y se forman las dos células hijas separadas por completo.

b) -En la Profase las dos fibras de ADN de cada cromosoma se enrollan sobre sí mismas, formando así las dos cromátidas unidas por el centrómero (cromosoma profásico). Aquí desaparecen los nucléolos ya que el ADN que regula la transcripción queda empaquetado en los cromosomas. También se forman dos centrosomas en la célula por duplicación existente, alejándose a los polos de la célula impulsados por el alargamiento de los microtúbulos (microtúbulos polares o fibras polares) sin llegar estos a ambos centrosomas. Este alargamiento se produce debido a la adición de la tubulina en el extremo más alejado del centrosoma. Por último el núcleo se hincha por la entrada de agua hasta que se fragmenta la envoltura nuclear y se separa la lámina fibrosa y, en consecuencia, el nucleoplasma se dispersa en el citosol. En el medio de los cromosomas de ADN, a la altura del centrómero, se forma una estructura proteica (cinetocoro o placa cinetocórica) que puede capturar microtúbulos llamados cinetocóricos o fibras cinetocóricas.

-En la Metafase los cromosomas se sitúan en el medio de la célula unidos a las fibras del huso acromático o mitótico (los dos centrosomas, los microtúbulos polares y los cinetocóricos) por el centrómero, formando así la placa ecuatorial. En esta fase los cromosomas están enrollados al máximo y se observan las dos cromátidas perfectas (cromosomas metafásicos).

-En la Telofase ocurre lo contario que la profase cuando las cromátidas llegan a los polos. Los cromosomas se desenrollan haciéndose cada vez menos visibles y el nucléolo se formará con el cromosoma que desapareció. La membrana plasmática se forma a partir del RE y en el centro de la célula madre se produce el estrangulamiento, dando lugar a las dos células hijas.

El significado biológico de la mitosis es que perpetua la especie y formando parte de la creación de nuevas células diploides para el crecimiento o renovación de las otras células del organismo.

2. A la vista del esquema responda razonadamente a las siguientes preguntas:

a) Indique qué momento del ciclo celular representan los esquemas arriba indicados [0’3], lo que señalan los números [0’3], y describa los fenómenos celulares que ocurren en A, B y C [0’4].

b) Diga si los dibujos corresponden a una célula animal o vegetal [0’2]. Indique, razonando la respuesta, dos características en las que se basa [0’8].

a) Los esquemas arriba indicados representan la división celular, más concretamente la profase de la mitosis.

El 1 indica los cromosomas enrollados sobre sí mismos, con las dos cromátidas hermanas y el centrómero, el 2 son los centriolos situados a los polos de la célula y en el interior del centrosoma y el 3 son los microtúbulos polares  o fibras polares.

En la A se encuentra el ADN de cada cromosoma desorganizado en el núcleo de la célula, se forman dos centrosomas debido a la duplicación existente. En la B se empiezan a enrollar los cromosomas sobre sí mismos y los centrosomas se alejan hacia los polos de la célula debido al alargamiento de los microtúbulos 8microtúbulos polares o fibras polares). En la C ya se empiezan a diferenciar los cromosomas de ADN con sus dos cromátidas hermanas unidas por el centrómero ya que el material genético se ha enrollado más sobre sí mismo.

b) Los dibujos corresponden a una célula animal, reconocible por la forma de separación de las dos células hijas mediante el proceso de estrangulación y porque hay centriolos.

La célula madre se está separando mediante la invaginación de la membrana plasmática formando así un surco en mitad de la célula. Así se divide el citoplasma a partes iguales en las dos células hijas. En el interior de este surco se forma un anillo contráctil que se va estrechando, de manera que la hendidura se va acentuando hasta que el citoplasma se parte y se separan las células.

Por otro lado se aprecian los centriolos en el interior de los centrosomas, característica de las células animales (las células vegetales solo poseen centrosoma) que poseen esos dos elementos como Centro Organizador de Microtúbulos, encargado de generar los microtúbulos que se unen al citocentro de los cromosomas.

3. En relación con la figura adjunta conteste las siguientes cuestiones:

a) ¿Qué representa la gráfica 1? [0’4]. Explique cómo cambia el contenido de ADN desde la fase A hasta la fase G [0’6].

b) ¿Qué  función  tiene el cambio en el contenido  de ADN que se representa  en la gráfica 1? [0’4]. Suponiendo que los cromosomas fueran visibles a lo largo de todo el ciclo, ¿en qué fases, desde la C a la G, de la gráfica 1 encontraría las estructuras cromosómicas (1 a 4) que se muestran en la figura 2? [0’6]. 

a) La gráfica 1 representa la cantidad de ADN en el ciclo celular por unidades y por otro lado el tiempo que se tarda. La gráfica finaliza representando la meiosis, sabiendo esto ya que comenzamos con una cantidad de ADN que se duplica, luego disminuye a la mitad y finalmente vuelve a quedarse en la mitad del contenido (células de número "n" de cromosomas).
En el intervalo A la célula parte de una cantidad de 2 unidades de ADN. En el segundo vemos como progresivamente va aumentando la cantidad de ADN, estando en el intervalo C el doble de contenido de ADN que en el A. Poco después el ADN vuelve a disminuir hasta llegar al intervalo C de dos unidades, debido a que las células formada tiene la mitad del material genético que la de la fase C (primera división meiótica). Finalmente en F vuelve a bajar la cantidad de ADN hasta llegar a la mitad que en E, quedando finalizada la segunda división meiótica.

b) La función es que la célula hija que se vaya a reproducir tenga la misma cantidad de ADN que la célula madre, siendo idéntica a ella y permitiendo que se puedan realizar en la célula el tipo de división (mitótica o meiótica) que se requiera.
1C,2G,3D,4F.
En la foto 1 vemos que el ADN estáduplicado, por lo tanto hay el doble de ADN que en las demás fases correspondiendo a la fase C, más concretamente a la fase S de la interfase (ya que en esta hay una duplicación del ADN). La foto 2 es la última fase de la segunda división meiótica ya que el número de cromosomas es "n", por lo tanto es dos veces inferior al de una célula cuando posee los cromosomas "2n" y esta dos veces inferior a cuando hay una duplicación del ADN en la interfase, por eso la he asociado con el último intervalo de la gráfica, el G. La foto 3 representa la profase de la primera división meiótica, en la que hay una recombinación genética entre los cromosomas homólogos, esta la he colocado en la fase D debido a que aquí se va a separar el par bivalente, reduciéndose a la mitad el contenido de ADN. En la imagen 4 se puede observar solo un cromosoma y además con el material entrecruzado anteriormente, esto podemos decir que sería una célula "2n" que se ha formado al finalizar la primera división meiótica, ya que se separan los cromosomas homólogos con el material genético intercambiado y el número de cromosomas se ha reducido a la mitad desde la duplicación del contenido de ADN de la fase S de la interfase, por es arazón la imagen pertenece al intervalo F de la gráfica.

4.  En relación con el esquema adjunto, que representa tres fases (1, 2 y 3) de distintos procesos de división celular de un organismo con una dotación cromosómica 2n = 4, conteste las siguientes cuestiones:

a) Indique de qué fases se trata y en qué tipo de división se da cada una de ellas [0’5]. ¿Qué representan en cada caso las estructuras señaladas con las letras A, B, C, y D? [0’5.

b)   ¿Cuál   es   la   finalidad   de   los   distintos   tipos   de   división   celular?   [0’4].   Dibuje esquemáticamente el proceso de división completo del que forma parte la fase 2 identificando las distintas estructuras [0’6].

a) La fase 1 es la Metafase I de la primera división meiótica de la meisos, la fase 2 es la Anafase de la mitosis y la fase 3 es la Anafase II de la segunda división meiótica de la meiosis.

La letra A dos cromosomas homólogos, los cuales pertenecen al mismo caracter y en ellos se ha producido una recombinación genética mediante entrecruzamiento en el proceso de sinapsis. La D son los microtúbulos cinetocóricos que se encargan se unirse al cinetocoro que hay a la altura del centrómero en el centro de las dos cromátidas hermanas y se encargan de separar los cromosomas homólogos (figura 1) o las cromátidas hermanas (figura 2). La B son las dos cromátidas hermanas separadas de un mismo cromosoma y que poseen la misma información genética. La C son también dos cromátidas hermanas unidas al huso mitótico por el cinetocoro pero que, con respecto a la información genética, no es la misma ya que anteriormente se ha producido un intercambio de fragmentos de ADN con otro cromosoma homólogo.

b) Hay dos tipos de división celular: la mitosis y la meiosis. La mitosis tiene como finalidad obtener dos células hijas (2n) idénticas a la célula madre(2n), con la misma información genética solo que más pequeñas. La meiosis tiene como finalidad obtener 4 células hijas con la mitad de la información genética (n) que la célula madre y también con una recombinación de la información del ADN de los cromosomas homólogos.

La siguiente imagen es el proceso de división celular completo del que forma parte la Anafase (figura 2) y he añadido las distintas estructuras en cada fase.

(Fuente propia)

5. A la vista de las gráficas, conteste las siguientes cuestiones:

a) ¿Qué proceso se representa en la gráfica A? [0’1]. Explique en qué se basa para dar la respuesta [0’4]. Indique razonadamente qué ocurre con el ADN a lo largo del proceso [0’5].

b) ¿Qué proceso se representa en la gráfica B? [0’1]. Explique en qué se basa para dar la respuesta [0’4]. Indique razonadamente qué ocurre con el ADN a lo largo del proceso [0’5]. 

a) La gráfica A representa el ciclo celular, estando en el todas las distintas fases de la interfase y la fase M (mitosis) y posteriormente el comienzo de una nueva interfase con la nueva célula formada.

La interfase consta de  tres etapas, siendo estas la G1, la S y por último la G2. Después de que cada célula haya hecho su interfase, se produce generalmente (como podemos observar en la gráfica A) la división celular mitosis (una sola fase M) y después, al formarse dos células hijas, de nuevo se producirían todas la etapas de la interfase.

En la etapa G1 ocurren procesos biosintéticos del material celular. El ADN posee un número “n” de cromátidas, sucede también un proceso de diferenciación celular. Algunas células no llegan al punto R, en el cual es imposible impedir las demás fases, pero si no lo consiguen se quedarían las células en la fase G0 8ª no ser por el efecto de activadores mitóticos) y no habría más cambio en el ADN ni en la célula, durando esto 11 horas. En la etapa S se produce una duplicación de ADN, se condensa para formar cromosomas con dos cromátidas hermanas unidas mediante un centrómero, durando esto 8 horas. En la etapa G2 se acaba finalmente la síntesis del ADN, finalizando con la formación de los cromosomas con números “2n”, durando esta fase 4 horas. En la fase M el ADN se enrolla sobre sí mismo en los cromosomas (quedando empaquetado en su interior el ADN que regula la transcripción), se disponen estos en la placa ecuatorial unidos al huso mitótico por el cinetocoro, se separan las cromátidas hermanas y los cromosomas se van desespiralizando, lo que posibilita la transcripción y la formación de los nucléolos a partir de las regiones organizadoras de los nucléolos del ADN. Produce células de número “2n” que nuevamente hacen que vuelva a producirse la interfase.

b) La gráfica B representa el ciclo celular, estando una fase de la interfase y luego dos fases M, siendo estas la primera y la segunda división meiótica.

Hay dos fases M (I y II) y la división celular meiótica consta de dos divisiones y, después de haberse producido la reproducción de la célula madre en dos células hijas, no vuelve a ocurrir una interfase, tal y como indica la gráfica.

En la etapa S se produce una duplicación de ADN, se condensa para formar cromosomas con dos cromátidas hermanas unidas mediante un centrómero, durando esto 8 horas. En la fase M 1 el ADN se enrolla y condensa formando los cromosomas (ya duplicados pero no separados). Estos se asocian con su homólogo y se produce un entrecruzamiento de la información genética, que después se separan. En la fase M 2 el ADN se enrolla sobre sí mismo en los cromosomas (quedando empaquetado en su interior el ADN que regula la transcripción), se disponen estos en la placa ecuatorial unidos al huso mitótico por el cinetocoro, se separan las cromátidas hermanas y los cromosomas se van desespiralizando, lo que posibilita la transcripción y la formación de los nucléolos a partir de las regiones organizadoras de los nucléolos del ADN. Produce células de número “n” que no precisan interfase.

6. En relación con las figuras adjuntas, responda las siguientes cuestiones:

a) Nombre los procesos señalados con las letras A y B [0’4]. ¿Qué fase se señala con el número 1? [0’1]. Describa lo que ocurre en esta fase [0’5].

b) Enumere cinco diferencias entre los procesos A y B [0’5]. Indique la importancia biológica de ambos procesos [0’5].

a) La figura A representa el proceso de división celular de la meiosis con la primera división meiótica [profase I (leptoteno, zigoteno, paquiteno, diploteno y diacinesis), metafase I, anafase I y telofase I] y con la segunda división meiótica [profase II, metafase II, anafase II y telofase II] y la figura B representa el proceso de división celular de la mitosis [profase, metafase, anafase y telofase].

El número 1 señala la Profase I, en el cual se asocian los cromosomas homólogos produciéndose entre ellos un intercambio de la información genética mediante el proceso de sinapsis que sucede a lo largo de todas las fases anteriormente mencionadas. Esto se produce gracias a que los nódulos de recombinación generan los entrecruzamientos entre las parejas de cromosomas que designan el mismo caracter. Finalmente la condensación de estos cromosomas aumenta por lo cual cada par bivalente se distingue a la perfección.

b)

1-De una sola célula madre se reproducen 4 células hijas en el proceso A, pero solamente 2 en el proceso B.

2-Las células hijas que se reproducen son “n” en el primer caso A y en el caso B son “2n” cuando la célula madre de ambas es “2n”.

3-El primer proceso es mucho más largo y comprende más fases que el segundo proceso.

4-La figura A es un proceso de división asexual y la figura B es un proceso de división sexual.

5-En la meiosis (A) hay recombinación del ADN de los cromosomas homólogos, al contrario que en la mitosis (B) que no hay.

El primer proceso es muy importante biológicamente ya que gracias a él se reproducen las especies al generar con él los gametos femeninos y masculinos, que darán lugar a un cigoto tras la fecundación de animales y algunas algas. El segundo proceso es también igual de importante ya que con él se crean nuevas células en nuestro organismo que hace que las especies evolucionen y crezcan.