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5 La reproducción sexual en animales y plantas PUNTO DE PARTIDA: Un punto sin retorno En muchos vertebrados, si se separan físicamente en dos grupos las (8 o las 16) células que se obtienen tras las tres o cuatro primeras divisiones del cigoto, ambos grupos pueden generar embriones completos. Así se originan los gemelos idénticos (monocigóticos) en la especie humana. Sin embargo, si esa separación se hace más adelante en el desarrollo embrionario, no se generan embriones completos. Masa celular interna Placenta
Embrión
Separación en dos grupos Embrión de 8 células Útero
Embriones
a) ¿Cómo se pueden justificar estas observaciones observaciones (afirmaciones)? b) ¿T ¿Tendría endría alguna consecuencia para el desarrollo normal de uno de estos embriones si se eliminara una célula cuando posee 8? ¿Y cuándo posee 64? ¿Por qué? c) ¿Cómo se explica que, en muchos casos, los hermanos nacidos del mismo parto no sean idénticos e incluso sean de diferente sexo? a) La célula huevo huevo o cigoto es una célula capaz de dar origen a un individuo completo (célula madre madre totipotente). Tras las primeras divisiones las células que se obtienen siguen manteniendo esta capacidad, pero pronto se inicia el proceso de diferenciación celular y, con ella, las células se empiezan a especializar y pierden la capacidad de originar un individuo completo. b) Si se elimina una célula cuando hay hay 8, cada una de ellas tiene la capacidad de originar un individuo completo; por tanto, no pasa nada si se elimina una célula. Si, más adelante en el desarrollo, “no se generan embriones completos” si se separa un grupo de células es porque las células ya han iniciado i niciado su diferenciación. Eliminar una célula de las 64 supondría que no se origina un individuo completo. c) Porque no se se han originado a partir del mismo cigoto. Se trata trata de dos óvulos fecundados fecundados por dos espermatozoides. 1. ¿Cuál es la función esencial del aparato reproductor reproductor en todos los seres vivos? Los aparatos aparatos reproductores o genitales tienen por misión la formación de las células reproductoras o gametos. g ametos. Además, en los animales con fecundación interna, presentan órganos copuladores y conductos para este fin. En algunos casos, como en los mamífero mamíferos, s, el aparato reproductor femenino también alberga y nutre al embrión durante su desarrollo. 2. ¿Por qué en muchos insectos es suficiente si la hembra es fecundada una sola vez en la la vida? Las hembras de algunos insectos poseen un receptáculo seminal donde se almacenan los espermatozoides espermatozoides tras la cópula; de esta manera, la fecundación de los óvulos por los espermatozoides espermatozoides se produce conforme la hembra libera sus óvulos, sin necesidad de nuevos apareamientos.
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3. Justifica la necesidad de la fecundación interna en los animales que viven en el medio aéreo. Los animales que viven en el medio aéreo (terrestres) poseen tegumentos para retener el agua, que constituye el medio interno en el que viven sus células. Los gametos, como todas las células, solo pueden sobrevivir en un medio acuoso y, además, la fusión de los dos gametos, masculino y femenino, solo puede efectuarse en un ambiente acuoso. Por esta razón, la fecundación en los animales que viven en el medio aéreo se realiza en las vías genitales internas, que protegen a los gametos de la desecación. 4. ¿Cómo se evita la polispermia? Cuando el núcleo del espermatozoide penetra el interior del óvulo, se produce la secreción al exterior, mediante mecanismos de exocitosis, del contenido de los granos corticales por parte del óvulo. De esta manera se forma la membrana de fecundación que evita la polispermia, es decir, la fecundación del óvulo por otros espermatozoides. 5. ¿Cuáles son las etapas en que puede dividirse el desarrollo embrionario en los animales? En el desarrollo embrionario de los animales pueden distinguirse cuatro fases: segmentación, gastrulación, formación del mesodermo y celoma y organogénesis. 6. Define mórula, blástula y blastocisto. Son fases del desarrollo embrionario de los animales. – La mórula es una estructura maciza, como una mora, formada por células que proceden de las primeras divisiones del cigoto en la etapa denominada de segmentación. – La blástula es un estado embrionario un poco más avanzado que la mórula. Las células han continuado dividiéndose y se disponen formando una capa esférica que deja una cavidad interior, el blastocele. – El blastocisto es el nombre que recibe la blástula en los mamíferos. Las células de la mórula se dividen en dos grupos. Las más internas forman una masa que se convertirá en el embrión y las más externas se convierten en un saco envolvente, denominado trofoblasto, que intervendrá en la formación de la placenta. 7. Diferencia entre animales diblásticos y triblásticos. – Los animales diblásticos, como las esponjas y los celentéreos, terminan su desarrollo embrionario en el estadio de gástrula, y por ello solo presentan dos paredes en su organización: la pared externa o ectodermo y la pared interna o endodermo. – Los animales triblásticos, como son los anélidos, moluscos, artrópodos, equinodermos y cordados (vertebrados), presentan tres paredes en su organización: ectodermo, endodermo y, entre ellas, el mesodermo. 8. ¿Qué es el celoma? El celoma es la cavidad general del organismo de los animales triblásticos en la q ue se alojan los principales órganos internos. Está delimitada por el mesodermo, el cual presenta dos hojas: la hoja parietal, que se suelda al ectodermo, y la hoja visceral, que se adhiere al endodermo. 9. En la mujer, el parto suele iniciarse con la “rotura de la bolsa” (romper aguas). ¿A qué estructuras extraembrionarias o embrionarias se corresponden la “bolsa” y las “aguas”? La bolsa corresponde al amnios, una membrana que rodea al embrión y secreta un líquido, el líquido amniótico (“las aguas”), que le proporciona un ambiente acuoso.
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10. Una metamorfosis sencilla. En la figura siguiente se observan diferentes estadios en el desarrollo de los renacuajos. Hasta su transformación en adultos, los renacuajos sufren modificaciones muy importantes. Así, los jóvenes renacuajos respiran por branquias, como los peces, mientras que las ranas adultas respiran por pulmones. Al mismo tiempo su morfología cambia de forma radical.
C
A B
E D
a) ¿Qué significa que las ranas tienen metamorfosis sencilla?
G F
b) Ordena las fases representadas de los renacuajos y comenta brevemente los cambios que se aprecian.
a) Significa que en ella las larvas cambian gradualmente de forma hasta transformarse en el adulto y sin pasar por una etapa de inactividad. En los insectos, los cambios coinciden con cada desprendimiento (muda) de la cubierta externa. b) El orden correcto de las fases representadas en el esquema es: C: Huevo. F: Eclosión del huevo y salida de los renacuajos. A: Crecimiento de los renacuajos. E: Inicio de la formación de las extremidades traseras. G: Inicio de la formación de la extremidades delanteras. B: Reabsorción de la cola o sustitución de las branquias. D: Desarrollo completo de la rana adulta. 11. ¿Por qué el régimen alimenticio de las larvas suele ser diferente al de los adultos? Las larvas son formas transitorias de un organismo, tremendamente voraces, cuyo objeto es acumular reservas nutritivas para construir el individuo adulto. Por ello, y para evitar la competencia con los adultos de su propia especie, su régimen alimenticio es completamente diferente al de aquellos. 12. ¿A qué se llama muda? La muda es un proceso que se produce en la metamorfosis sencilla, por el cual la larva se desprende periódicamente de la cubierta externa para crecer y transformarse en adulto sin pasar por una etapa de inactividad. 13. Indica a qué estructuras equivalen los aparatos reproductores animales en una planta. Los gametangios, situados en los gametofitos, equivalen a las gónadas en los animales. Concretamente, los gametangios masculinos, llamados anteridios, equivalen a los testículos, y los gametangios femeninos, llamados arquegonios, equivalen a los ovarios. En las plantas con semilla, el gametofito masculino es el grano de polen con los núcleos espermáticos, mientras que el gametofito femenino es el saco embrionario del óvulo que contiene la oosfera. 14. ¿Qué ventaja presenta la polinización cruzada frente a la autopolinización? Aunque la mayoría de las especies vegetales son hermafroditas, es decir, poseen flores con órganos masculinos y femeninos, siempre que es posible se recurre a la polinización cruzada evitando la autopolinización. Esto obedece a que la polinización cruzada aumenta la variabilidad genética de la población, lo que permite una mayor diversidad en la descendencia favoreciendo, por tanto, su adaptabilidad.
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15. ¿Qué ventaja presenta la polinización entomógama frente a la anemógama? La polinización entomógama es más segura, ya que los insectos transportan el polen de flor en flor. La polinización anemógama está más sujeta al azar; por ello, las plantas que presentan este tipo de polinización se ven obligadas a producir y liberar al aire enormes cantidades de polen con el objeto de que alguno sea arrastrado casualmente hasta otra flor. 16. Explica la doble fecundación en las plantas espermatofitas. Tras la polinización, el polen se desarrolla formando el tubo polínico, que crece y avanza por la pared del estilo y del ovario hasta llegar al óvulo. En el interior del óvulo, se ha desarrollado el saco embrionario con ocho núcleos haploides (n). Entre ellos se encuentra la oosfera o gameto femenino. Por el tubo polínico descienden dos gametos masculinos (núcleos espermáticos). Ambos gametos son funcionales en las espermatofitas más evolucionadas (angiospermas), lo que da origen a una doble fecundación: – Un núcleo espermático se fusiona con el núcleo femenino de la oosfera. El cigoto resultante origina el embrión de la semilla. – El segundo núcleo espermático se fusiona con dos núcleos secundarios, para originar un tejido triploide (3n) que constituye la reserva nutritiva de la semilla: el albumen. 17. Diferencia entre monocotiledóneas y dicotiledóneas El embrión de la semilla está constituido por una planta en miniatura, con una pequeña raíz (radícula), un tallito (plúmula) y una o dos hojas embrionarias (cotiledones). El número de cotiledones permite dividir a las angiospermas en dos grupos: – Plantas monocotiledóneas: el embrión presenta un solo cotiledón, como sucede en las gramíneas, entre las que se encuentran el arroz, el maíz, el trigo, la cebada, etc. – Plantas dicotiledóneas: el embrión presenta dos cotiledones. El albumen puede incorporarse a los cotiledones, que aumentan su tamaño, como ocurre en los cacahuetes, la almendra o la judía. En otras plantas, el albumen se dispone alrededor del embrión y los cotiledones poseen pocas reservas. 18. Describe la función de la semilla y del fruto. La semilla es la estructura resultante del desarrollo del óvulo tras la fecundación. La semilla es una unidad reproductora cuya función es asegurar la supervivencia y propagación de la especie. Para ello, la semilla posee una reserva nutritiva y puede permanecer largos años en estado de latencia, germinando cuando las condiciones (temperatura, humedad, oxigenación, etc.) son favorables. El fruto es el ovario transformado y maduro tras la fecundación del óvulo. La función del fruto es proteger la semilla y ayudar a su dispersión: – Los frutos acumulan sustancias de reserva para atraer a los animales herbívoros que se alimentan de ellos. La semilla, ingerida con el fruto, resiste los procesos digestivos gracias a las envueltas protectoras, y es trasladada por los herbívoros y depositada con las heces lejos de la planta que la produjo. – Los frutos secos endurecen las paredes del ovario con una sustancia leñosa para proteger la semilla y evitar la desecación. 19. ¿Qué condiciones son las adecuadas para que se produzca la germinación de las semillas? La germinación se produce cuando las condiciones de temperatura, humedad y oxigenación del suelo son favorables. La germinación se produce tras la entrada masiva de agua en la semilla (imbibición), lo que provoca la ruptura de los tegumentos y el inicio de la actividad en las células del embrión.
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20. ¿A qué se deben los cambios? La siguiente gráfica muestra cómo varía el peso seco de unas semillas en germinación a partir del momento en que esta se inicia.
B
Peso seco
Justifica los cambios observados en la gráfica en los puntos A y B.
A tiempo
En la primera fase (A), la semilla utiliza durante las primeras fases de la germinación l as reservas almacenadas y, por tanto, el peso seco desciende. En las fases avanzadas de la germinación (B), y después de que aparezcan las primeras hojitas, se inicia el proceso de fotosíntesis y, por tanto, la síntesis de materia orgánica, que provoca un aumento del peso seco. 21. ¿A qué se llama en agricultura un injerto? Un injerto es la fijación de un brote o de un tallo de una planta (denominada plantón) a un tallo o raíz de otra (denominada “tronco”). 22. ¿Qué ventaja tiene asociar el cultivo de tejidos a la ingeniería genética en las plantas? La aplicación a la agricultura de la tecnología del ADN recombinante (ingeniería genética) permite incorporar a las células información genética procedente de otras células, de la misma o de diferente especie. Esta tecnología puede aplicarse al cultivo de tejidos y proporcionar a las plantas (plantas transgénicas) capacidades de las que previamente carecían, como la resistencia a plagas o el aumento d el valor nutritivo para los seres humanos. 23. La mayoría de los hongos tienen un ciclo vital haplonte. El adulto es haploide y produce gametos, también haploides, por mitosis. Tras la fecundación, los gametos originan un cigoto diploide de cuya primera división se originan esporas haploides (meiosporas). Las esporas son células reproductoras que, sin unirse a otras células, originan, por mitosis, un adulto haploide. Completa el esquema del ciclo biológico haplonte de un hongo. Adulto i s t o s M i
Espora
n
M i t o s i s
n
n
M e i o s i s
2n
n
Gametos
n i ó c a d u n c F e
Cigoto
24. ¿En qué momento tiene lugar la meiosis en los diferentes ciclos biológicos, haplonte, diplonte y diplohaplonte? – En el ciclo haplonte, la meiosis tiene lugar inmediatamente después de la fecundación, tras la formación del cigoto diploide (meiosis cigótica). – En el ciclo diplonte, la meiosis tiene lugar al formarse los gametos (meiosis gametogénica). – En el ciclo diplohaplonte, la meiosis tiene lugar al formarse las esporas (meiosis esporogénica).
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25. Indica algunas aplicaciones posibles del cultivo in vitro de plantas en el campo de la agricultura. La aplicación de las técnicas de cultivo in vitro de plantas permite superar algunas de las limitaciones de la mejora convencional de las plantas. Por ejemplo, se puede conseguir la polinización y fertilización in vitro de especies sexualmente incompatibles que no pueden cruzarse de forma natural. La posibilidad de obtener nuevas plantas, todas ellas idénticas a partir de una o unas pocas células, permite utilizar estas técnicas, por ejemplo, en la recuperación de plantas en peligro de extinción. 26. ¿Por qué podemos afirmar que las plantas obtenidas son clones de la planta original? Porque las nuevas plantas se han originado a partir de fragmentos (células somáticas) de una planta; es una forma de reproducción asexual. 27. Hasta que las plantas no tienen raíces no pueden absorber agua del suelo, aun así, ¿por qué tomamos la precaución de ponerle la campana desde el primer día? Porque aunque no pueden absorber agua del suelo sí pueden perder el agua que contienen. Las hojas tienen estomas a través de los se realizan los intercambios de gases (incluido el vapor de agua) con el medio. 28. Infórmate sobre los compuestos que lleva un enraizante y justifica su función. Los enraizantes suelen llevar aminoácidos esenciales y diferentes minerales, como el cinc, que incrementan el efecto enraizante y varios complejos vitamínicos que favorecen el desarrollo radicular.
De síntesis 29. Incorpora en el mapa el concepto de metamorfosis. EMBRIÓN
que experimenta un
DESARROLLO EMBRIONARIO
al que sigue el
DESARROLLO POSEMBRIONARIO
INDIRECTO
que puede ser
con
DIRECTO
sin
METAMORFOSIS
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30. Localiza en el mapa el momento en el que se produce la meiosis en los animales y en las plantas espermatofitas. – En los animales, la meiosis es gametogénica, es decir, se produce cuando se forman los gametos haploides, espermatozoides y óvulos. – En las plantas espermatofitas, la meiosis es esporogénica, es decir, tiene lugar cuando se forman las esporas haploides, macroesporas y microesporas. 31. Utiliza la información del mapa para indicar la diferencia entre la fecundación en los animales y en las plantas espermatofitas. En las plantas angiospermas la fecundación es doble. Los dos núcleos espermáticos que contiene el grano de polen fecundan a la oosfera y a los núcleos secundarios para originar, respectivamente, el cigoto origen del embrión y el albumen. En los animales la fecundación no es doble. Un gameto masculino, el espermatozoide, fecunda al gameto femenino u óvulo para formar el cigoto, origen del embrión.
Cuestiones breves 32. Señala las funciones que desempeña el aparato reproductor en los mamíferos. Como en todos los animales, el aparato reproductor de los mamíferos tiene por misión formar las células reproductoras o gametos y facilitar el encuentro de los gametos para que se produzca la fecundación interna; para ello, los machos poseen órganos copuladores, y las hembras, conductos destinados a este fin. En los mamíferos, además, el aparato reproductor femenino alberga y nutre al embrión durante su desarrollo. 33. Indica cuáles son las diferencias fundamentales entre espermatogénesis y oogénesis. Los procesos de espermatogénesis y de oogénesis en esencia son el mismo, aunque existen diferencias en la formación de espermatozoides y de óvulos. Las principales diferencias están relacionadas con: – En el proceso espermatogénico, la fase de proliferación tiene lugar durante toda la vida fértil del individuo de sexo masculino; continuamente entran en fase de crecimiento nuevas espermatogonias. En el proceso de oogénesis, la fase de proliferación y crecimiento tiene lugar durante el desarrollo embrionario. Los oocitos de primer orden formados se rodean de células foliculares, dando lugar a los folículos primordiales, los cuales detienen la actividad hasta la edad fértil. – En la fase meiótica o de maduración, los espermatocitos y oocitos de primer orden entran en meiosis. Tras la primera división meiótica se obtienen células 2 (n), con un solo juego de cromosomas homólogo, con dos cromátidas, llamadas espermatocitos y oocitos de segundo orden. En la espermatogénesis se forman dos espermatocitos de segundo orden por cada uno de primer orden y, tras la segunda división meiótica, se obtienen cuatro espermátidas. En la oogénesis tan solo se forma un oocito de segundo orden, que recibe la mayor parte del citoplasma materno. Además, se forma una célula degenerativa, el primer corpúsculo polar. En la segunda división meiótica, el ovocito de segundo orden da lugar a un único óvulo, liberando un segundo corpúsculo polar. En el individuo de sexo masculino, son muchos los espermatocitos de primer orden que entran en meiosis, produciendo continuamente espermátidas. En el individ uo de sexo femenino solo uno o varios oocitos de primer orden entran periódicamente en fase de maduración. – En la fase de diferenciación se configuran definitivamente los espermatozoides y los óvulos. En la espermiogénesis o proceso de diferenciación del espermatozoide, la mayor parte del citoplasma de la espermátida degenera. El núcleo se compacta, constituyendo la cabeza del espermatozoide, que en su extremo presenta una prominencia, el acrosoma. Al mismo tiempo se desarrolla la cola, formada por un largo flagelo, que arranca de la pieza intermedia. El óvulo apenas sufre modificaciones: en algunas especies se acumula en el citoplasma una compleja mezcla de sustancias de reserva que constituyen el vitelo.
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34. ¿Qué características definen a la reproducción ovovivípara? ¿En qué tipo de reproducción no se precisa fecundación interna? En la reproducción ovovivípara la fecundación es interna y los huevos se desarrollan en el interior del aparato reproductor de la hembra, donde reciben albergue y protección, aunque no existe intercambio alguno entre el embrión y la madre. Algunos peces y reptiles son ovovivíparos. La fecundación interna es necesaria en los animales que se reproducen sexualmente en el medio aéreo, y no se precisa en los organismos que viven en el medio acuoso. 35. ¿Mediante qué tipo de división celular se lleva a cabo la segmentación de la célula huevo? La segmentación del huevo para formar nuevas células idénticas a la progenitora se realiza mediante mitosis. 36. ¿Cuál es la principal característica de los animales triblásticos? ¿En qué se diferencian los protóstomos de los deuteróstomos? Los animales triblásticos reciben su nombre porque su organización presenta tres paredes o envueltas: el ectodermo, el endodermo y, entre ambas, el mesodermo. El mesodermo, a su vez, está constituido por dos hojas: la hoja parietal, que se suelda al ectodermo, y la hoja visceral, que se adhiere al endodermo; entre ambas hojas queda la cavidad general del cuerpo de los organismos triblásticos: el celoma. En los animales triblásticos denominados protóstomos (anélidos, moluscos, artrópodos y grupos próximos), la boca del nuevo individuo se forma a partir del blastoporo del embrión. Mientras que en los deuteróstomos (equinodermos y cordados), la boca se abre posteriormente en un lugar diferente al blastoporo. 37. ¿A qué se llama metamorfosis? Compara la metamorfosis simple con la complicada. Se denomina metamorfosis a los profundos cambios que experimentan las larvas para transformarse en adultos en los animales con desarrollo embrionario indirecto. Según la complejidad del proceso, la metamorfosis puede ser: – Sencilla o incompleta: las larvas cambian gradualmente de forma hasta transformarse en adulto y sin pasar por una etapa de inactividad. – Complicada: es típica de muchos insectos; la larva, tras alcanzar su máximo desarrollo, detiene su actividad y atraviesa una fase denominada de ninfa o pupa. La ninfa deja de comer y, en la mayoría de los casos, se inmoviliza. En esta fase tienen lugar diversos procesos en su interior que la transformarán en un individuo adulto. 38. Indica el número de dotaciones cromosómicas haploides que contienen las siguientes estructuras de las plantas: el cigoto, el embrión, el albumen, las células del saco embrionario y los núcleos espermáticos. – El cigoto: 2n. – El embrión: 2n. – El albumen: 3n. – Las células del saco embrionario: n. – Los núcleos espermáticos: n. 39. ¿Qué estructuras de la flor originan el fruto? Tras la fecundación, las paredes del ovario y, en ocasiones también el receptáculo, se transforman en un fruto. Puede decirse que el fruto es el ovario transformado y maduro tras la fecundación del óvulo. Mientras tanto, algunas de las estructuras de la flor, ya inútiles, desaparecen; así sucede con los estambres, los pétalos y los sépalos, aunque a veces estos últimos quedan adheridos a los frutos. 40. ¿Qué papel desempeñan las sustancias de reserva en la germinación de la semilla? Las sustancias de reserva de la semilla constituyen la fuente de alimentación del embrión durante la germinación, mientras la nueva planta desarrolla hojas capaces de realizar la fotosíntesis.
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41. ¿A qué parte de una planta espermatofita corresponde el esporofito? ¿Y los gametofitos? En las espermatofitas, la fase esporofítica diploide constituye la mayor parte del ciclo d e la planta; el esporofito es la parte de la planta que identificamos como tal planta, y las hojas fértiles, donde se encuentran los órganos esporógenos, son los estambres y los carpelos. Los gametofitos están representados por el grano de polen (gametofito masculino), que se forma en las anteras de los estambres por germinación de una microspora haploide, y por el saco embrionario (gametofito femenino), que se forma por germinación de una macrospora haploide en el interior del óvulo.
De aplicación y relación 42. Completa el siguiente esquema en el que se ha representado la espermatogénesis en el hombre:
a)
a) Sustituye A, B y C por el nombre de las diferentes fases. b) Sustituye a, b, c, d y e por los diferentes tipos de células que se originan y su dotación cromosómica.
A
b) n e m u l o v e d o t n e m u A
c)
d)
B
e)
C
a) A: Fase de proliferación o multiplicación. B: Fase meiótica o de maduración. C: Fase de diferenciación. b) a: Espermatogonias (2n). b: Espermatocitos de primer orden (2n). c: Espermatocitos de segundo orden (n). d: Espermátidas (n). e: Espermatozoides (n). 43. Sobre el desarrollo embrionario de los animales a) Describe los acontecimientos que tienen lugar en la segmentación de un huevo con escaso vitelo. ¿En qué casos al estadio final de la segmentación se denomina “blastocisto”? ¿Por qué? b) ¿Cuál es la principal diferencia entre la gastrulación de un animal diblástico y de otro triblástico? c) Indica el destino de cada una de las hojas embrionarias de un animal triblástico. a) La segmentación es la primera etapa del desarrollo embrionario de los animales. Consiste en una serie de rápidas divisiones celulares consecutivas sin crecimiento celular. Pasa por dos estados embrionarios: – Mórula o masa esférica y maciza de células, con aspecto de mora. – Blástula. Las células, denominadas blastómeros, se disponen formando una capa en la superficie del embrión que deja una cavidad en el interior, el blastocele. El blastocisto es el nombre que recibe la blástula en los mamíferos. Las células de la mórula se dividen en dos grupos. Las más internas forman una masa que se convertirá en el embrión y las más externas se convierten en un saco envolvente, denominado trofoblasto, que intervendrá en la formación de la placenta. b) – La gástrula de los diblásticos presenta dos capas u hojas embrionarias, la hoja externa o ectodermo y la hoja interna o endodermo, a partir de las cuales se formarán todos los órganos del adulto. – La gástrula de los triblásticos posee una tercera hoja embrionaria, el mesodermo, entre el ectodermo y el endodermo. El mesodermo, a su vez, está constituido por dos hojas: una de ellas, la hoja parietal, se suelda al ectodermo; la otra, la hoja visceral, se adhiere al endodermo. Entre ambas hojas queda la cavidad general del cuerpo de los organismos triblásticos: el celoma.
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c) De las hojas embrionarias de un triblástico se origina: – Del ectodermo. La epidermis de la piel y sus órganos anejos (pelos, plumas, glándulas cutáneas, etc.), el tejido nervioso y las células receptoras de los órganos sensoriales. – Del endodermo. El revestimiento epitelial de los tubos digestivo y respiratorio, las glándulas digestivas y la vejiga urinaria. – Del mesodermo. La capa dérmica de la piel, el revestimiento de las cavidades internas, el corazón y los demás órganos del aparato circulatorio, los riñones, las gónadas y los sistemas esquelético y muscular. 44. En un experimento en el laboratorio, se colocaron semillas de guisante sobre un algodón humedecido en un frasco especial tal como figura en el esquema adjunto. El montaje se mantuvo durante dos días.
Aire
Guisantes
a) ¿Se espera algún cambio en el nivel de la solución? ¿Y en la composición del aire en el recipiente?
Algodón Disolución con absorbente de CO2
b) ¿Qué hipótesis se pretendía poner a prueba?
a) El nivel de la solución habrá descendido, ya que las semillas utilizan agua en el proceso de la germinación. Las semillas necesitan energía para germinar. La energía la obtienen por degradación, mediante respiración celular, de los compuestos (glúcidos, grasas...) que tienen almacenados. El proceso consume oxígeno y desprende dióxido de carbono, lo que provocará cambios en la composición de los gases del recipiente. b) Si las semillas consumen agua durante la germinación, entonces se producirá un descenso del nivel de agua en el recipiente. Los demás factores se han intentado mantener constantes, y para ello se ha incorporado un absorbente de dióxido de carbono que mantendrá la proporción de oxígeno y dióxido de carbono en el aire. 45. En una experiencia se realizaron medidas sobre la cantidad de ADN de las células a lo largo del proceso de la espermatogénesis y se obtuvieron los siguientes datos (la cantidad de ADN figura en unidades arbitrarias). TIEMPO (HORAS)
0
2
3
4
5
7
8
8,5
9
9,5
10
CANTIDAD DE ADN (por célula)
2
2
2
3
4
4
4
2
2
1
1
a) Construye una gráfica para representar la evolución de la cantidad de ADN en función del tiempo. b) Asocia a cada parte de la gráfica un momento de la espermatogénesis. c) Justifica la asociación que has establecido. a) N D A e d d a d i t n a C
Tiempo (horas)
b) Cada parte de la gráfica se asocia con las siguientes fases de la espermatogénesis: – De 0 a 3 horas: las células madres de gametos (espermatogonias) están en interfase, en la fase G 1. – 4 horas: las células madres de gametos (espermatogonias) están en interfase, concretamente, en la fase S. – De 5 a 8 horas: las células madres de gametos (espermatogonias) están en interfase, en la fase G 2. – De 8,5 a 9 horas: las espermatogonias se han transformado en espermatocitos de primer orden que han entrado en meiosis, y, tras la primera división meiótica, se han formado espermatocitos de segundo orden.
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– De 9,5 a 10 horas: tras la segunda división meiótica, los espermatocitos de segundo orden se han dividido para formar espermátidas. c) La justificación es la siguiente: – De 0 a 3 horas: las espermatogonias están en la fase G 1 de la interfase, ya que tienen la mitad de la cantidad máxima de ADN que pueden tener: los cromosomas todavía no se han duplicado. – 4 horas: las espermatogonias están en la fase S o de síntesis de ADN de la interfase, ya que el ADN está aumentando. – De 5 a 8 horas: las espermatogonias están en la fase G 2 de la interfase, ya que han duplicado su ADN: los cromosomas se han duplicado. – De 8,5 a 9 horas: las espermatogonias se han transformado en espermatocitos de primer orden, y, tras la primera división meiótica, han formado espermatocitos de segundo orden, ya que el ADN se ha reducido a la mitad: las células hijas han recibido un cromosoma (duplicado en dos cromátidas) de cada par de homólogos. – De 9,5 a 10 horas: tras la segunda división meiótica, los espermatocitos de segundo orden se han dividido para formar espermátidas con la mitad del ADN, ya que las espermátidas reciben una cromátida de cada cromosoma. 46. En los siguientes esquemas se ha representado el ciclo biológico de dos especies. A) corresponde a un alga unicelular (Chlamydomonas) y B) a un mamífero. En ambos ciclos se ha marcado el momento de la meiosis y la fecundación. A
B
Fecundación Meiosis
Fecundación
Meiosis
a) Completa los esquemas indicando la localización de los gametos, las fases del ciclo celular y el tipo de división nuclear que experimentan las células en cada fase. b) Explica qué tipo de ciclo biológico se representa en cada caso.
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a)
Reproducción Isogametos (cepas + y -)
Gameto femenino Fecundación
Fase inicial Meiosis
Fecundación
Fase inicial
Gameto masculino
Hembra
Macho
Crecimiento y desarrollo (No hay multiplicación celular pues se trata de un organismo unicelular)
Reproducción
Meiosis
A
Crecimiento y desarrollo (mitosis)
B
b) El esquema A corresponde a un ciclo haplonte: la meiosis se produce en la primera división del cigoto. El esquema B corresponde a un ciclo diplonte: la meiosis se produce para formarse los gametos.
De profundización 47.
Las espermatofitas se clasifican en dos grandes grupos: angiospermas, con óvulos encerrados en el interior de un ovario, y gimnospermas, con óvulos desnudos. Otra de las características que diferencia ambos grupos es la ausencia en las gimnospermas de doble fecundación; solo uno de los dos núcleos espermáticos es funcional y solo una de las células del saco embrionario es viable, la oosfera.
Flor femenina
4
2
Piñón
A 5 Piña madura
1: Sacos polínicos (microsporofilos masculinos). 2: Grano de polen. 3: Tubo polínico con las células espermáticas. 4: Gametofito femenino con las células femeninas. 5: Semilla con embrión y albumen. A: Polinización, formación del tubo polínico y fecundación. B: Formación de la semilla. C: Germinación de la semilla y formación de una nueva planta.
60
1
C
Las gimnospermas más importantes son las coníferas (pinos, cipreses y abetos) denominadas así por presentar flores en forma de cono. En el siguiente esquema se representa el ciclo biológico de una ginmosperma, el pino. Indica los nombres de las estructuras señaladas por los números 1, 2, 3, 4, y 5 y comenta los procesos marcados por las letras A, B y C.
Flor masculina
Solucionario
3 B