GUA CURSOS ANUALES
Ciencias Plan Comn
BiologaMeiosis y gametognesis
GUICANCBBLA03009V3
Biol
oga
GUA CURSOS ANUALES
Introduccin
El tipo de divisin celular, depende de la clula que se va a dividir, es por ello que existen dos procesos de divisin: la mitosis y la meiosis. La sesin anterior hablamos de la mitosis, hoy trabajaremos en extenso con la meiosis (proceso utilizado por las clulas sexuales o gametos); la cual se divide en dos etapas, siendo la meiosis I o reduccional y la meiosis II o ecuacional.
Cada una de ellas presenta subetapas; como profase, metafase, anafase y telofase. La profase de la meiosis I es la ms relevante del proceso, pues en ella se produce la recombinacin gentica correspondiente al crossing over, el cual es una de las fuentes de variabilidad para los organismos. Tambin es importante la meiosis II, pues sus eventos, vistos de forma general semejan a una mitosis.
Adems trabajaremos con la formacin de los gametos, proceso denominado gametognesis, el cual presenta las etapas de proliferacin, crecimiento y maduracin; siendo sta ltima donde se presenta la meiosis. Con las diferencias respectivas para la espermatognesis (formacin de los gametos masculinos desde la clula germinal hasta el espermatozoide) y ovognesis (formacin de los gametos femeninos desde la clula germinal hasta el ovocito II).
La presente gua tiene por objetivo proporcionarte distintas instancias didcticas relacionadas con el proceso de enseanza aprendizaje. Como cualquier otro material se requiere de la mediacin del profesor y de tu estudio sistemtico.
Las guas del curso de Biologa estn organizadas de tal forma que primero se desarrollan los contenidos, principalmente a travs de una invitacin a razonar los principales conceptos, permitiendo un aprendizaje significativo de stos. Para ello, nuestras guas muestran diversas figuras que estn asociadas a una serie de preguntas que permiten guiar la secuencia de la clase. Finalmente, se presentan 15 preguntas de seleccin mltiple relacionadas con los contenidos de la clase:
Divisin celular: meiosis. Gametognesis.
Cpech Preuniversitarios2
Biologa G
UA CU
RSOS AN
UALES
Habilidades de la clase
Uno de los principales cambios que se producen con la PSU es el desarrollo de habilidades, ms que el mero conocimiento. Con la cantidad de informacin que podemos acceder actualmente es necesario que el alumno sea capaz de construir su propio conocimiento y por ello nuestra labor se centra en entregar las herramientas para que sea capaz autnomamente de generar estas habilidades, las cuales se ordenan jerrquicamente:
Reconocimiento: Se refiere a recordar informacin especfica, datos, definiciones, fechas, nombres, etc.
Comprensin: Se refiere a la habilidad de relacionar informacin, explicar con tus propias palabras, identificar situaciones en otro contexto.
Aplicacin: Es la habilidad de usar la informacin, ideas o conceptos en situaciones nuevas para resolver un problema o situacin.
Anlisis: Es una habilidad superior que consiste en dividir un todo para descubrir la relacin que se establece entre sus partes lo que determina la coherencia entre ellas.
Ideas fuerza
La divisin celular en organismos multicelulares con reproduccin sexual permite que la cantidad de informacin permanezca constante.
La meiosis es una forma de divisin reduccional donde la cantidad de informacin disminuye a la mitad.
La meiosis es responsable de la variabilidad gentica de la reproduccin sexual a travs de la recombinacin gentica y la permutacin cromosmica.
La meiosis genera las clulas sexuales o gametos que contienen la mitad de la informacin gentica, los que luego se unen para reestablecer el nmero diploide de cromosomas con la fecundacin.
La gametognesis se define como el proceso de formacin de gametos.
La espermatognesis ocurre en los testculos, lugar donde se forman los espermatozoides.
La ovognesis ocurre en los ovarios, lugar donde se forma mensualmente, a partir de la pubertad, un gameto funcional (ovocito II).
Cpech Preuniversitarios 3
Biol
oga
GUA CURSOS ANUALES
Actividades
Meiosis
Nombra las principales caractersticas de la meiosis, para esto debes basarte en la siguiente imagen (resumen de la meiosis).
Meiosis I
1. Profase I: Subetapas
Etapa Caractersticas
Leptonema El material gentico se encuentra laxo (como
filamentos). Se aprecian los crommeros (empaquetamiento de cromatina) a lo largo de estos filamentos.
La clula tiene 2n cromosomas y 4c de ADN.
Cpech Preuniversitarios4
Biologa G
UA CU
RSOS AN
UALES
Etapa Caractersticas
Cigonema
Centrmero
Cromtidashermanas
Sinapsis
Par de cromosomas homlogos
Ttradas o bivalente
Apareamiento de los cromosomas homlogos en forma especfica (gen por gen) en un proceso conocido como sinapsis. Cada par de homlogos forma una ttrada o bivalente.
La clula tiene 2n y 4c.
Paquinema Se produce intercambio de segmentos entre los cromosomas homlogos, proceso conocido como entrecruzamiento o crossing-over o recombinacin gentica; el cual ocurre al azar y determina variabilidad gentica.
La clula tiene 2n y 4c.
Diplonema
Quiasma
Cromtidas recombinadas
En este momento se pueden observar los lugares del cromosoma donde se ha producido la recombinacin. Estas estructuras en forma de X reciben el nombre de quiasmas.
Los cromosomas aparecen con mayor grado de condensacin. Hay migracin de los centriolos hacia los polos.
La clula tiene 2n y 4c.
Diacinesis
Fibrascinetocricas
Cromosomas unidos por quiasmas
Restos de la membrana nuclear
Los quiasmas se hacen terminales, manteniendo unidos a los homlogos.Al final de la diacinesis y por tanto de la profase I meitica se desorganiza la membrana nuclear.
Comienza a organizarse el huso meitico.
La clula tiene 2n y 4c.
Cpech Preuniversitarios 5
Biol
oga
GUA CURSOS ANUALES
2. Metafase I
Etapa Caracterstica
Los cromosomas homlogos (bivalentes) se alinean en el plano ecuatorial (uno frente al otro). Se producen diferentes combinaciones, por lo cual existe 50% de probabilidades de que las clulas hijas reciban el homlogo del padre o de la madre por cada tipo de cromosoma.Este proceso se conoce como permutacin cromosmica y al ocurrir al azar, genera variabilidad gentica.
La clula tiene 2n y 4c.
En relacin al siguiente esquema, define el concepto de permutacin cromosmica.
1 2 31 2 3
Cpech Preuniversitarios6
Biologa G
UA CU
RSOS AN
UALES
3. Anafase I
Etapa Caracterstica
Se produce la separacin de los cromosomas homlogos. Cada miembro del par de cromosomas homlogos migra al polo opuesto determinado por la distribucin al azar de la metafase I.
La clula tiene 2n y 4c.
4. Telofase I
Etapa Caracterstica
Los cromosomas se desenrollan.
Se desorganiza el huso.
El nuclolo y la membrana nuclear reaparecen (en algunos organismos no se forma ncleo). Al final de la telofase I se produce la citodiresis, dando origen a dos clulas hijas haploides. Cada clula hija tiene la mitad del nmero de cromosomas.
Las clulas hijas tienen n cromosomas y 2c de ADN.
Cpech Preuniversitarios 7
Biol
oga
GUA CURSOS ANUALES
Resumen de la meiosis I
1. Rotula el siguiente esquema.
2. Qu caractersticas presentan las clulas obtenidas al final de la meiosis I?
Intercinesis o interfase II
1. Qu caractersticas presenta la interfase II?
Cpech Preuniversitarios8
Biologa G
UA CU
RSOS AN
UALES
Meiosis II
1. Cul es el objetivo de la meiosis II?
1. Profase II
Etapa Caracterstica
Comienza a desaparecer la carioteca y el nuclolo.
Se forma el huso y los centriolos se han desplazado a los polos.
La cromatina se condensa como cromosomas visibles.
Las clulas tienen n cromosomas y 2c de ADN.
2. Metafase II
Etapa Caracterstica
Las fibras del huso se unen a los cinetocoros de los cromosomas, los cuales se alinean en el ecuador de la clula (un representante de cada par homlogo).
Las clulas tienen n cromosomas y 2c.
Cpech Preuniversitarios 9
Biol
oga
GUA CURSOS ANUALES
3. Anafase II
Etapa Caracterstica
Las cromtidas se separan, siendo traccionadas hacia los polos de la clula. Cada cromtida pasa a ser un cromosoma.
Las clulas tienen 2n cromosomas y 2c.
4. Telofase II
Etapa Caracterstica
En telofase hay un miembro de cada par homlogo en cada polo.
Se reensambla el ncleo, desaparece el huso meitico.
Los cromosomas vuelven a ser fibras de cromatina.
Al final de telofase II ocurre la citodiresis, obtenindose 4 clulas hijas.
Las clulas tienen n cromosomas y c de ADN
Cpech Preuniversitarios10
Biologa G
UA CU
RSOS AN
UALES
Resumen de la meiosis II
1. En el siguiente esquema, indica el nombre de cada etapa de la meiosis II.
____________________________________
2. Qu caractersticas presentan las clulas hijas de la meiosis II?
3. Existe alguna semejanza entre la meiosis II y una simple mitosis? Por qu?
Cpech Preuniversitarios 11
Biol
oga
GUA CURSOS ANUALES
4. Basndote en la siguiente imagen, explica el proceso de no disyuncin cromosmica.
Metafase I Anafase I
No disyuncin en anafase I
Metafase II Anafase II Telofase II
5. Qu efectos genera en las clulas humanas la no disyuncin de los cromosomas durante la meiosis I?
Cpech Preuniversitarios12
Biologa G
UA CU
RSOS AN
UALES
6. A partir de la imagen, ms todo lo que has aprendido hasta el momento, completa el siguiente cuadro comparativo.
Mitosis Meiosis
Mitosis Meiosis
Eventos importantes de la profase.
Eventos importantes de la anafase.
Nmero de clulas hijas totales.
Cantidad y caractersticas del material gentico, en las clulas hijas.
Tipos de clulas donde ocurre la divisin celular.
Cpech Preuniversitarios 13
Biol
oga
GUA CURSOS ANUALES
Gametognesis
1. Qu es la gametognesis?
Etapa Caractersticas
Proliferacin En esta etapa las clulas germinales (2n) se multiplican activamente mediante mitosis y forman clulas conocidas como gonios (2n), en el caso de los varones se forman los espermatogonios y en el caso de la mujer se forman los ovogonios.
Crecimiento En esta etapa los gonios (2n) aumentan de tamao y se transforman en clulas ms grandes, llamadas citos I (2n). En el caso del varn se forman los espermatocitos I o de primer orden y en el caso de la mujer se forman los ovocitos I o primarios.
Maduracin Etapa donde se lleva a cabo la meiosis I y II, originndose clulas haploides.
Diferenciacin En esta etapa se produce la especializacin del gameto. Este proceso se observa slo en la espermatognesis.
Cpech Preuniversitarios14
Biologa G
UA CU
RSOS AN
UALES
Espermatognesis
Meiosis I
Meiosis II
Fase de proliferacin
Clulas germinales (2n)
Espermatogonias (2n)
Espermatocitos I (2n)
Espermatocitos II (n)
Espermtidas (n)
Espermios o espermatozoides (n)
Fase de crecimiento
Fase de maduracin
Fase de diferenciacin
Cpech Preuniversitarios 15
Biol
oga
GUA CURSOS ANUALES
Espermiohistognesis
Describe de forma general el proceso de espermiohistognesis.
El aparato de Golgi se concentra en la cercana del
ncleo.
Inicio de la formacin del acrosoma
Parte del citoplasma que ser eliminado
Las mitocondrias se concentran en la regin prxima a los centriolos.
Uno de ellos se transforma en flagelo.
Centriolos
Acrosoma
Ncleo
Mitocondria
Espermtida
Aparato de Golgi
Inicio de la formacin del flagelo
Cpech Preuniversitarios16
Biologa G
UA CU
RSOS AN
UALES
Ovognesis
Etapa prenatalPeriodo proliferativo
Periodo de crecimiento
Periodo de maduracin
2n
2n
n n n n
Clulas germinativas (2n)
Ovogonios (2n)
Mitosis
Ovogonios (2n)
Ovocito I (2n)
Meiosis I
Polocito I (n)
Meiosis II
Ovocito II (n)
vulo (n)
Polocitos II (n)
2n
2n
n n
1. Describe (en forma general) el proceso de ovognesis.
2. En qu etapa de vida de la mujer se inicia la ovognesis?
3. Qu elemento celular es el que se ovula?
Cpech Preuniversitarios 17
Biol
oga
GUA CURSOS ANUALES
4. Durante qu proceso se completa la meiosis II y se forma el vulo?
Evento Espermatognesis Ovognesis
Inicio de la meiosis En la pubertad. En la vida intrauterina.
Resultado de la meiosis I
Edad a la que se presenta
2 clulas haploides llamadas espermatocitos II.
Se inicia en la pubertad.
2 clulas haploides de diferente tamao. La ms grande se conoce como ovocito II y la ms pequea, como polocito I.
Se inicia en la vida intrauterina y termina en la pubertad.
Resultado de la meiosis II
Edad a la que se presenta
4 clulas haploides con c cantidad de ADN, conocidas como espermtidas.
Se presenta a partir de la pubertad.
Una clula grande conocida como vulo y tres polocitos II de pequeo tamao.
Se presenta slo si el ovocito II es fecundado por un espermio.
Se puede presentar desde la pubertad.
Continuidad de la meiosis
Luego del inicio es constante. Luego del inicio, una vez por mes.
Nmero de clulas resultantes
4 espermatozoides. 1 vulo y 3 polocitos II (siempre y cuando se presente la fecundacin).
Movilidad de los gametos Espermatozoide con gran movilidad.
No presenta movilidad.
Vida media 72 horas. 48 horas.
Cpech Preuniversitarios18
Biologa G
UA CU
RSOS AN
UALES
5. Completa la tabla en base a la siguiente imagen:
12
4
3
5
6
7
8
9
vulo Espermatozoide
1. 5.
2. 6.
3. 7.
4. 8.
9.
Cpech Preuniversitarios 19
Biol
oga
GUA CURSOS ANUALES
Practiquemos algunas habilidades
Los siguientes esquemas representan clulas que estn en distintas etapas de la meiosis. Los cromosomas que aparecen oscuros son de origen paterno y los claros son de origen materno.
a) b) c)
d) e) f)
Contesta verdadero o falso
1. V o F La etapa a) representa la anafase I.
2. V o F La recombinacin gentica ocurre en e).
3. V o F Si la cantidad de ADN nuclear (c) en G1 es de 18 pg (picogramos), en f) la cantidad ser la misma.
4. V o F El nmero diploide de esta especie es 2.
5. V o F La secuencia de las etapas representadas es e) b) a) c) d) f).
Cpech Preuniversitarios20
Biologa G
UA CU
RSOS AN
UALES
Sntesis de la Clase
MITOSIS
MEIOSIS
Espermatognesis:
Inicio: pubertad Proceso continuo. Vida media del espermio: 72 horas. Movilidad propia.
Ovognesis:
Inicio: Periodo prenatal. Proceso cclico. Vida media del ovocito II: 48 horas. Inmvil.
Formacin de los gametos.
Reduccin de la cantidad de material gentico.
Variabilidad gentica.
Importancia
Meiosis I
Meiosis II
DIVISIN CELULAR
ETAPAS
Cpech Preuniversitarios 21
Biol
oga
GUA CURSOS ANUALES
Preguntas propuestas
1. En el proceso meitico, la metafase I se diferencia de la metafase II en que
I) en la metafase I hay duplicacin previa del material gentico y en la metafase II no se produce esta duplicacin.
II) en la primera los homlogos se encuentran apareados en el ecuador y en la segunda slo se ven cromosomas sin aparear y en menor nmero.
III) los centrolos se ubican en los polos en ambas metafases.
A) Solo IB) Solo IIC) Solo IIID) Solo I y IIE) Solo I y III
2. El entrecruzamiento de los cromosomas homlogos (crossing-over) se produce en la
A) profase mittica.B) profase de la segunda divisin meitica.C) metafase de la primera divisin meitica.D) profase de la primera divisin meitica.E) metafase de la segunda divisin meitica.
3. La importancia de la meiosis radica en que
I) mantiene el nmero de cromosomas de la especie tras la fecundacin.II) se produce el entrecruzamiento de los cromosomas homlogos. III) la combinacin al azar de los cromosomas determina una gran variedad de
gametos.
A) Solo IB) Solo IIIC) Solo I y IID) Solo II y IIIE) I, II y III
Cpech Preuniversitarios22
Biologa G
UA CU
RSOS AN
UALES
4. La clula que termina la meiosis I es
A) 2n cromosomas y 4c ADN.B) n cromosomas y c ADN.C) n cromosomas y 2c ADN.D) 2n cromosomas y 2c ADN.E) 2n cromosomas y c ADN.
5. Parte de la variabilidad gentica que aporta la meiosis se produce en
A) profase II.B) metafase II.C) profase I.D) anafase I.E) anafase II.
6. El espermatozoide es una clula altamente especializada. Qu cambios ocurren en la transformacin de espermtidas a espermatozoides?
I) Prdida de gran parte del citoplasma.II) Formacin del acrosoma.III) Formacin del flagelo.
A) Solo IB) Solo IIC) Solo IIID) Solo II y IIIE) I, II y III
7. Al comparar la ovognesis con la espermatognesis, es correcto afirmar que
I) la ovognesis comienza en la vida intrauterina.II) los gametos masculinos tienen la misma edad del varn.III) la espermatognesis no presenta ciclicidad.
A) Solo IB) Solo IIC) Solo IIID) Solo I y IIE) Solo I y III
Cpech Preuniversitarios 23
Biol
oga
GUA CURSOS ANUALES
8. Qu diferencia(s) existe(n) entre la metafase de la mitosis y la metafase I de la meiosis?
I) En la mitosis, los cromosomas se disponen alineados en el ecuador y en la meiosis, a ambos lados del ecuador.
II) En la mitosis, las cromtidas hermanas migran a polos opuestos y en la meiosis, se separan los cromosomas homlogos.
III) En la mitosis, el plano ecuatorial es paralelo al eje de los centrolos y en la meiosis, es perpendicular.
A) Solo IB) Solo IIC) Solo IIID) Solo I y IIE) Solo II y III
9. La ovognesis tiene como caracterstica(s)
I) tener carcter cclico.II) terminar slo si hay fecundacin.III) tener una duracin de aos.
Es(son) correctas
A) solo I.B) solo II.C) solo III.D) solo I y II.E) I, II y III.
10. En relacin con los ovogonios es correcto que
I) corresponden a una generacin diploide.II) realizan divisin celular por meiosis.III) experimentan aumento de volumen celular.
A) Solo IB) Solo IIC) Solo I y IIID) Solo II y IIIE) I, II y III
Cpech Preuniversitarios24
Biologa G
UA CU
RSOS AN
UALES
11. La figura siguiente representa una clula que se divide por meiosis.
El nmero diploide de cromosomas, la cantidad de pares de cromosomas homlogos y el nmero de cromtidas son respectivamente
A) 8- 4- 8 B) 4- 8- 8 C) 8- 8- 4 D) 4- 2- 8 E) 4- 2- 4
12. Teniendo en cuenta que en la especie humana las clulas diploides tienen 46 cromosomas (2n = 46), cuntos cromosomas y cuntas cromtidas tendr una clula en la profase II de la meiosis?
A) 46 cromosomas y 23 cromtidas. B) 23 cromosomas y 23 cromtidas. C) 46 cromosomas y 96 cromtidas. D) 23 cromosomas y 46 cromtidas. E) 46 cromosomas y 46 cromtidas.
13. En una especie 2n = 30 cromosomas, es correcto afirmar que el
I) material gentico de las clulas hijas luego de la mitosis es 2n = 30 y luego de la meiosis es de n = 15. II) material de la profase mittica es 2n = 30 y en la profase I meitica se organiza en 15 pares de cromosomas homlogos. III) material de la anafase mittica est contenido en 30 cromtidas en cada polo y en anafase I meitica, en 15 cromosomas en cada polo.
A) Solo I B) Solo I y II C) Solo I y III D) Solo II y III E) I, II y III
Cpech Preuniversitarios 25
Biol
oga
GUA CURSOS ANUALES
14. Durante la profase I del proceso de meiosis se dan los siguientes acontecimientos:
1. Desaparicin de la carioteca. 2. Los cromosomas homlogos se emparejan. 3. Los cromosomas aparecen como delgados filamentos. 4. Los centrolos se encuentran duplicados. 5. Comienza a formarse el huso meitico. 6. Intercambio de material entre cromosomas homlogos.
El orden secuencial correcto es
A) 4- 3- 5- 2- 6- 1 B) 1- 2- 4- 6- 5- 3 C) 1- 2- 3- 6- 5- 4 D) 2- 1- 3- 6- 5- 4 E) 2- 3- 1- 6- 5- 4
15. La meiosis se diferencia de la mitosis en que se
I) forman bivalentes o ttradas. II) produce el fenmeno de crossing-over. III) producen clulas haploides.
A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo II y III E) I, II y III
OJO CON...
Anota tu respuesta en la tabla que encontrars a continuacin. Para responder las preguntas debes recordar las explicaciones desarrolladas por el profesor. Observa atentamente las
respuestas y habilidades que involucra cada pregunta.
Cpech Preuniversitarios26
Biologa G
UA CU
RSOS AN
UALES
Tabla de correccin
N pregunta Alternativa Habilidad
1 Comprensin
2 Reconocimiento
3 Comprensin
4 Reconocimiento
5 Reconocimiento
6 Reconocimiento
7 Comprensin
8 Comprensin
9 Reconocimiento
10 Reconocimiento
11 Aplicacin
12 Anlisis
13 Anlisis
14 Reconocimiento
15 Comprensin
En la prxima clase estudiars los siguientes temas:
Concepto de hormona. Mecanismo de accin y de regulacin. Hormonas animales y vegetales.
Consulta el ndice de tu libro para preparar estos temas.
Prepara tu prxima clase
Cpech Preuniversitarios 27
Registro de propiedad intelectual N 171.393 del 29 de mayo de 2008. Prohibida su reproduccin total o parcial.