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BIOLOGÍA 4º ESO
SES RIÓPAR
ESTRUCTURA CELULAR
-
Eu = verdadero
Cario = núcleo
UNIDAD 4: LA CÉLULA
Pro = Primitivo
SES RIÓPAR
Prof: Lucas Millán
PROCARIOTAS (sin envuelta que proteja al material genético ni orgánulos membranosos): bacterias.
0,3-3 µ
Información genética y
control celular.
ADN circular, no esencial.
Confiere resistencias o nuevas
propiedades.
Síntesis de proteínas
Fijación e intercambio
de plásmidos
Locomoción
Locomoción
-
Cilios
EUCARIOTAS (material genético protegido por una membrana y orgánulos membranosos):
5-20 µ
División celular (formación del huso
acromático o mitótico) y movimiento
(base de cilios o flagelos)
Pared celular.
Formada por celulosa (en
las zonas leñosas se
impregna de lignina)
Síntesis de energía (ATP)
CITOESQUELETO
Procesado
de proteínas
y secreción
1
Absorción
2
MEMBRANA PLASMÁTICA
Reconocimiento
celular
Interior celular.
Contiene agua e iones, así
como los orgánulos.
Da rigidez.
No existe en procariotas y,
generalmente, tampoco
en vegetales.
CITOESQUELETO
Armazón estructural de toda la célula.
Los orgánulos se mueven y mantienen sobre él.
MITOCONDRIA
Síntesis de energía (ATP)
ATP
Ribosoma (dos subunidades)
RIBOSOMAS
(agrupación de ribosomas)
Síntesis de proteínas
ARN m
Proteína
(contiene información
copiada del ADN del núcleo)
2
Dará la
proteína
Lisosoma que permite
3
romper las envueltas
protectoras del óvulo
LISOSOMAS
 Digestión intra y extra-celular.
Contienen enzimas (nucleasas, glucosidasas,
proteasas, lipasas,…) en medio ácido (pH ≈ 4-5)
Lisosomas primarios
Lisosoma secundario
Estructura de un espermatozoide humano
APARATO DE GOLGI
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO
Síntesis de proteínas
Síntesis de lípidos
3




Procesado de proteínas
Secreción
Producción de membrana
Formación de lisosomas
primarios
NÚCLEO
Cromatina condensada
(inactiva)
Cromatina relajada
(activa)
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Poros
Membrana nuclear (detalle)
ADN + Proteínas
Se condensa formando
cromosomas cuando la
célula se va a dividir.
 Síntesis de las subunidades
ribosómicas
Cromosoma
metafásico
(duplicado)
 Fotosíntesis
CLOROPLASTO
CO2
Azúcares
Gliceraldehido 3-P
C. Calvin
NADPH
ATP
+
NADP + H
+
(Lumen)
2e-
ADP + P
2 H + + ½ O2
H2O
Lumen
Estroma
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5
DIVISIÓN CELULAR
EUCARIOTAS
(animales, vegetales, protoctistas y hongos)
PROCARIOTAS
(bacterias)
 Fases preparatorias (interfase):
 G1: Crecimiento general y replicación
de los orgánulos citoplasmáticos
 Fase S (síntesis): El material genético
se replica
 G2: Se ensamblan las estructuras que
intervienen directamente en la
mitosis
 División celular:
 Mitosis (división del núcleo)
 Citocinesis (división del citoplasma)
Mito = filamento
Cito = célula
Cinesis = movimiento
EN CÉLULAS ANIMALES
Aster
La cromatina se condensa
en cromosomas
Huso mitótico
Las fibras del uso se acortan y
separan las cromátidas de los
cromosomas
Los cromosomas se disponen
en la zona ecuatorial
Las cromátidas alcanzan los
polos de la célula
Citocinesis
5
6
EN CÉLULAS VEGETALES
No existen centriolos
No hay
estrangulamiento
FORMACIÓN DE GAMETOS (MEIOSIS)
* Meiosis I (separa
homólogos - reduccional-)
* Meiosis II (separa
cromátidas - parecida a
una mitosis pero sin
replicación previa del
material cromosómico-)
Entrecruzamiento
e Intercambios en
las cromátidas.
Interfase I: los cromosomas se replican
(para el comienzo de la meiosis cada
cromosoma tendrá 2 cromátidas
hermanas unidas entre sí).
6
Meiosis I
7
Meiosis II
Sin replicación del material
cromosómico
MITOSIS (M)
Esquema comparativo
MEIOSIS (M´)
Citocinesis
2n (diploide): 2 juegos cromosómicos
- 1 de cada progenitorn (haploide): 1 juego cromosómico
n
n
2n
2n
n
7
n
n
n
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RECORDAD QUE:
2n (diploide): 2 juegos cromosómicos - 1 de cada progenitorn (haploide): 1 juego cromosómico
M = Mitosis M´= Meiosis
FORMACIÓN DE GAMETOS EN LA ESPECIE HUMANA
EN HOMBRES
2n (46 cromosomas)
M
M´ I
2n (46 cromosomas)
n (23 cromosomas con sus 2 cromátidas)
M´ II
cromosomas)
n (23 cromosomas con 1 cromátida)
Las espermátidas se diferenciarán
luego hacia espermatozoides.
Los oocitos, a partir de los cuales se desarrollan los
óvulos, se encuentran en la capa externa del ovario.
Comenzarán a formarse aproximadamente en el mes 3º
del desarrollo fetal.
En el momento de nacer, los dos ovarios contienen unos
2 millones de oocitos primarios que han alcanzado la
profase de la M´I, y permanecen así hasta que la mujer
madura sexualmente. Entonces, bajo la influencia de
hormonas, la M´I se reanuda, completándose
aproximadamente en el momento de la liberación del
oocito del ovario (ovulación) transformándose en oocitos
secundarios, que experimentarán la M´II al producirse la
fecundación.
EN MUJERES
En profase de M´I
Importante:
En la meiosis el oocito no se divide para formar 4 óvulos,
sino que se forma un solo óvulo y uno a tres cuerpos
polares, que acaban muriendo.
Finaliza la M´I
Ovulación
En profase de M´I
En profase de M´I
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Fecundación
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EJERCICIOS RESUELTOS (DIVISIÓN CELLULAR)
-Pasar a mano en libreta-
1.- Indica el nº de cromosomas que habrá en: a) Célula hepática humana en anafase b) Célula epidérmica humana en profase
tardía
Todas las células somáticas del hombre (y las hepáticas y epidérmicas lo son) poseen 46 cromosomas, por lo que: a) En anafase se
observarán 46 cromátidas emigrando hacia un polo celular y otras 46 dirigiéndose hacia el polo opuesto. b) Al final de la profase
(profase tardía) se verán 46 cromosomas, con dos cromátidas cada uno.
2.- Identifica el estado divisional en el que se encuentra la célula que se dibuja a continuación, e indica cuántos cromosomas
poseía la célula madre de la que procede.
La célula está al final de la anafase o en el inicio de la
telofase (nótese que en cada polo celular sólo hay
cromátidas). La célula madre de la que procede tenía, por
tanto, 2 cromosomas.
3.- ¿Cuántas células se forman después de 30 mitosis sucesivas a partir de una sola célula inicial?
Después de la primera división se formarán 2 células, de la segunda 4, de la tercera 8, y así sucesivamente. Podemos, por tanto,
n
establecer la siguiente igualdad: Nº de células = 2 (siendo n el nº de divisiones sufridas por todas las células, a partir de una
30
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inicial). Por esto, después de 30 divisiones, se formarán: 2 = 1,07 · 10 células
4.- En un tejido animal hay un 80 % de células en fase G1, un 4 % en fase S y un 8 % de las células en fase G 2. ¿En qué situación se
encontrarán las células restantes? ¿Qué se puede deducir de la duración de las diferentes etapas de la interfase?
Las células de ese tejido estarán dividiéndose o bien se encontrarán en reposo (en alguna de sus fases G1, S o G2). Por tanto, el 8 %
(100 – 80 – 4 – 8) de las células está dividiéndose. Si el 80 % de las células está en la G1, quiere decir que ésta es la fase más larga del
reposo (interfase).
5.- Cierto tejido animal, desarrollado en condiciones de laboratorio, ha sido tratado químicamente con el fin de provocar la
detención de la mitosis en metafase. Posteriormente se ha homogeneizado el cultivo, con objeto de extraer el ADN nuclear.
Sabiendo que en el tejido había ocho millones de células, y que se obtuvieron 0,30 mg de ADN, calcular la cantidad de ADN
nuclear (expresado en pg) existente en las células citadas cuando se encuentran en la fase G1, suponiendo que se ha extraído
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-12
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todo el ADN existente (desestimar el contenido de ADN extracelular).
Nota: 1 mg = 10 g; 1pg =10 g
(1 mg =10 pg)
Como se han obtenido 0,30 mg de ADN de 8 millones de células, la cantidad de ADN por cada una de ellas será:
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-8
ADN/célula en metafase = 0,30/8 · 10 = 3,75 · 10 mg de ADN y dado que las células estaban en metafase, el ADN existente en las
-8
-8
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mismas será el doble que en G1: ADN/célula en G1 = 3,75 · 10 /2 mg de ADN; o sea: ADN/célula en G1 = 1,875 · 10 · 10 = 18,75 pg
de ADN.
6.- Cierta célula animal posee un billón de células somáticas de las que el 70 % se encuentra en mitosis, el 20 % en la fase G 1 y el
10 % en las fases S y G2. Sabiendo que las células en la fase S poseen 60 pg de ADN nuclear, calcula la cantidad de ADN nuclear (en
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gramos) existente en ese animal. Nota: 1pg =10 g
Las células en fase S, G2, o en mitosis tienen el mismo contenido de ADN (60 pg), y las células en G1, tienen la mitad (30 pg). El nº de
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células en G1 tienen la mitad (30 pg). El nº de células en cada una de las fases será: en G 1 = (20/100) · 10 = 2 · 10 células; en G2,
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S y mitosis = (80/100) · 10 = 8 · 10 células.
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La cantidad de ADN de las diferentes células será: ADN de las células en G1 = 2 · 10 · 30 = 6 · 10 pg de ADN; ADN de las células en
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S, G2 y M = 8 · 10 · 60 = 4,8 · 10 pg de ADN
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13
13
Y la cantidad total de ADN será: (6 ·10 ) + (4,8 · 10 ) = 5,4 · 10 pg de ADN
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Que expresado en gramos: ADN total = 5,4 · 10 · 10 = 54 g de ADN
7.- ¿Todas las células de un mismo individuo, con excepción de las sexuales, son cromosómica y genéticamente idénticas?
Sí, dado que todas proceden de una (cigoto) que se ha dividido por mitosis originando dos células idénticas entre sí e idénticas a la
célula original, que se volverán a dividir por mitosis, y así sucesivas veces.
8.- En qué situación divisional se encuentra la célula de un ser vivo diploide que se describe a continuación?: “.. posee tres
cromosomas, con 2 cromátidas cada uno, colocados en el ecuador del huso acromático ….”
Si hay 3 cromosomas, no habrá homólogos, ya que el nº de cromosomas es impar; y esto lleva a la conclusión de que la célula se
está dividiendo por meiosis. Como los cromosomas están duplicados (con dos cromátidas) y en el centro del huso, dicha célula se
encontrará en metafase II.
9.- Cierta célula se divide por mitosis originando células que se dividirán de nuevo de la misma manera. Cada una de las células
resultantes se vuelven a dividir, esta vez por meiosis. ¿Cuántas células habrá al final del proceso?
La célula original se divide por mitosis y se formarán dos células que, al dividirse otra vez por mitosis, originarán un total de cuatro
células. La meiosis de cada una de ellas da lugar a 4 células, por lo que finalmente se producirán 16 células
10.- Cierta célula diploide posee un cromosoma que ha perdido un fragmento. Su homólogo es normal. A partir de esta célula se
producen ocho divisiones mitóticas sucesivas que afectan a todas las células. Después cada una de las resultantes sufre una
meiosis; ¿cuántas células poseerán el cromosoma alterado?
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Después de 8 mitosis sucesivas, se formarán 2 células (revisar el ejercicio nº 3) es decir, 256 células que poseerán el cromosoma
afectado. En la meiosis de cada una de ellas se formarán cuatro células, dos con el cromosoma alterado y otras dos con su
homólogo normal. Por tanto, en 256 meiosis se formarán 1.024 células, de las que 512 poseerán un cromosoma afectado y el resto
tendrá la dotación cromosómica normal.
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11.- Una célula animal se muestra 7 cromátidas en cada uno de los polos celulares. Razona en qué fase divisional se encuentra.
La etapa divisional será la de una anafase tardía. Ahora bien, a priori, tenemos 3 posibilidades: que sea una anafase mitótica, una
anafase I (meiótica) o una anafase II (también meiótica).
Nunca podrá ser una anafase I, ya que en esta etapa se observan, en cada polo celular, cromosomas con dos cromátidas cada uno.
Sin embargo, si fuera una anafase mitótica, implicaría que la célula original poseía 7 cromosomas y, si ésta es diploide, no es posible
(2n debe ser, evidentemente, nº par). Por todo lo dicho, la célula se encontrará en anafase II o en la anafase mitótica de una célula
haploide.
12.- Durante la meiosis (en la profase I) se produce el sobrecruzamiento cromosómico; pues bien, sin tener en cuenta este
fenómeno, razonar cuántas combinaciones diferentes de gametos se podrían formar en la meiosis de una célula 2n = 6.
En la meiosis, de cada pareja de homólogos, un cromosoma se dirige a una célula y su homólogo a otra. Ahora bien, la distribución
es al azar, lo que quiere decir que si llamamos A y A´ a una pareja de homólogos, B y B´a otra y C y C´a la tercera (ya que es 2n = 6),
podrá ocurrir que, en una célula, A se encuentre con B y con C, o con B´y C´o con B´y C o .. Por lo que el nº de combinaciones
n
diferentes será 2 , siendo n el nº de parejas de cromosomas homólogos. En nuestro caso, se darán 8 gametos diferentes, que serán:
ABC, A´B´C, A´BC, AB´C, A´BC´, ABC´y A´B´C.
13.- ¿Es correcto decir que, en los animales, las únicas células que sufren la meiosis son las células sexuales?
No, las células sexuales no tienen capacidad de división. Las únicas células que se dividen por meiosis son las células que van a dar
lugar a los gametos.
14.- Una célula, 2n = 8, está formada por los cromosomas A y su homólogo A´, B y B´, C y C´ y el cromosoma D y su homólogo D´.
Esta célula se divide por mitosis y origina, por tanto, dos células, que se dividen por mitosis 5 veces más. Después, todas las
células sufren la meiosis. En dos de estas meiosis hay un error en la anafase I que provoca que los cromosomas C y C´emigren al
mismo polo. ¿Qué porcentaje de las células resultantes de la meiosis poseerá anomalías genéticas?
n
6
Después de 6 divisiones sucesivas a partir de una célula se formarán 2 = células, siendo n igual al nº de divisiones: 2 = 64 células
(ver ejercicio nº 3). Estas sufrirán la meiosis originando 256 células. En 2 meiosis hay un error en anafase I cuya consecuencia es que
los 2 cromosomas del mismo par, C y C´, se dirijan al mimo polo. Esto supone la formación de 8 células en total (4 en cada meiosis)
con un cromosoma extra (n + 1) y un cromosoma de menos (n – 1).
2n
n-1
n+1
n-1
n+1
meiosis
Por tanto, el porcentaje de productos anómalos será:
(8/256) · 100 = 3,1 %
15.- Cierto individuo posee en sus células somáticas, en fase G 1, 0,8 pg de ADN. Razonar cuál será la cantidad de ADN existente en
sus espermatozoides.
Las células que sufren la meiosis también son diploides (como las somáticas) y, por tanto, antes de la duplicación cromosómica (fase
correspondiente a G1) tendrán 0,8 pg de ADN. Para que se inicie la meiosis será necesaria la duplicación del material genético (1,6
pg), que se repartirá, después de la primera división meiótica, en dos células hijas (con 0,8 pg de ADN cada una). Estas sufrirán la
segunda división de la meiosis originando, cada una de ellas, dos células con la mitad de ADN (0,4 pg). Estas células son los
espermatozoides.
16.- ¿Cuántos espermatozoides se producirán a partir de un espermatocito II? ¿Y de una espermátida?
El espermatocito II es un estado celular intermedio de la gametogénesis masculina (espermatogénesis). Es una célula que sufrirá la
segunda división meiótica y originará dos espermatozoides.
La espermátida es una céllula que no se divide, sólo sufre una transformación morfológica (espermiogénesis) que dará lugar al
espermatozoide. Por tanto, de una espermátida se formará un espermatozoide.
17.- Señala cuántos óvulos se formarán de: a) una ovogonia, b) de un ovocito I y c) un ovocito II
a) La meiosis de una ovogonia origina 4 células, pero de éstas solamente una es el óvulo. Las tres restantes son los segundos
corpúsculos polares, que degeneran y mueren.
b) El ovocito II sufrirá la segunda división meiótica originando un solo óvulo y un segundo corpúsculo polar.
18.- Si una espermatogonia tiene 16 cromosomas, ¿cuántos poseerán los espermatocitos II procedentes de ella?
Los espermatocitos II son células resultantes de la primera división meiótica, por lo que poseerán 8 cromosomas, con dos
cromátidas cada uno.
19.- Sabiendo que cierto individuo posee un promedio de 60 pg de ADN en sus células somáticas en metafase, razone el ADN que
habrá en sus espermatocitos II.
Las células somáticas en metafase han duplicado el contenido de ADN con respecto al existente en interfase, en la fase G 1. Por
consiguiente, todas las células de ese indivíduo que se encuentren en la fase G 1, poseerán 30 pg de ADN. Antes de la meioisis
también se produce la replicación del ADN, formándose un espeermatocito I, con 60 pg de ADN, que al dividirse por meiosis
originará, primeramente, dos células (espermatocitos II) con 30 pg de ADN cada una.
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