Biología 08 Pabellón II de Ciudad Universitaria
Cátedra Valerani GUÍA DE ACTIVIDADES Características de los seres vivos Células procariontes y eucariontes Biodiversidad, reinos Biomoléculas Membranas biológicas, transporte Enzimas Metabolismo Respiración celular y fermentación Fotosíntesis Reproducción. Ciclo celular. Duplicación del ADN. División celular (mitosis, meiosis). Genética. Leyes de Mendel. Transcripción y traducción. Mutaciones. Genotipo, fenotipo, ambiente. Evolución.
Biología (08) - Bienvenida La cátedra funciona los días lunes y jueves entre las 7:00 y las 23:00 hs, en el pabellón II de Ciudad Universitaria, y dicta dos materias: Biología (08): (08): para aspirantes a las carreras de Ciencias Biológicas, Paleontología, Técnico en Bioterio (FCEyN), Veterinaria, Psicología, Musicoterapia, Terapia Ocupacional, Agronomía, Agronomía, Diseño de Paisaje y -optativa- Filosofía. Biología Celular (54): (54): para aspirantes a Medicina y carreras conexas (Nutrición, Kinesiología, Fonoaudiología, Obstetricia, Enfermería), Odontología, Farmacia y Bioquímica. Debido a que ambas materias tienen distinto programa, distintas fechas de parcial, distinta modalidad de dictado y evaluación, recomendamos muy especialmente verificar verificar -tanto al iniciar la cursada como c omo al rendir los exámenesestar bien inscripta/o y en el aula correcta.
Plantel docente Profesora asociada:
Alejandra Valerani
Jefxs de trabajos prácticos: Magalí Bassarsky Guillermo Bertrán Patricia Pereyra Berni Spolsky
Ayudantes:
María María José Buschiazzo Magalí Cercato Raquel Vázquez Andrea Ventura Verónica Wendel María Laura Yankilevich
Es muy importante conservar en algún lugar seguro los nombres de tus docentes, el número de comisión y el horario y cuatrimestre de cursada. Ante cualquier consulta, inconveniente o reclamo, esa información será fundamental.
Condiciones de regularidad Las condiciones de regularidad son las mismas para todas las materias del CBC: se toman dos exámenes parciales; la nota promedio entre ambos parciales determinará tu condición. Si el promedio entre las notas de los dos parciales es igual o mayor que 7, se promueve la materia (se aprueba sin rendir examen final). Si la nota promedio entre los dos parciales es igual o mayor que 4, y menor que 7 corresponde rendir el final; en ese caso, se aprueba con un 4. En nuestra cátedra, la modalidad del final es la misma que la de los parciales. Si uno solo de los exámenes ha sido desaprobado (y el promedio resulta menor a 4), es necesario rendir recuperatorio, que se toma l uego del segundo parcial y se califica con “aprobado” o “desaprobado”. Quienes recuperan un examen ya no podrán promover la materia y deberán (en caso de aprobar el recuperatorio) rendir el final. En caso de ausencia a un examen parcial sólo parcial sólo podemos acordar otra fecha si traés el certificado correspondiente, que acredite una causa de fuerza mayor (certificado médico, constancia de trabajo, etc.). Si te surge un problema de salud u otro imprevisto el mismo día del parcial, parcial, lo mejor es que intentes avisar de tu dificultad el mismo día o lo más pronto que te sea posible. posible. Podés hacerlo por medio de un compañero, amigo o un familiar, que hablen con nosotros personalmente, o utilizando el mail de la cátedra. Te pediremos que traigas el certificado correspondiente y se podrá, entonces, rendirlo al culminar el cuatrimestre.
Régimen de cursada Las clases de Biología tienen una duración de tres horas, dos veces por semana, y tienen un formato mixto: en parte teórica y en parte taller. Consideramos que el diálogo que se da en el aula entre alumnos y docentes, y entre estudiantes entre sí, forma parte del aprendizaje, por lo que la asistencia regular es imprescindible. Cualquier inconveniente que surja durante la cursada, que impida cumplir con este requisito, debe ser avisado a los docentes con la mayor antelación posible, posible, para buscar soluciones en conjunto.
A lo largo del cuatrimestre puede solicitarse la entrega de tareas domiciliarias o elaboradas en clase, clase, las que serán calificadas y devueltas. En caso de que no estén est én aprobadas, podrán ser rehechas y vueltas a entregar. El trabajo en clase se realiza en pequeños grupos. grupos. Es importante que todos los integrantes del grupo participen de las actividades propuestas y que dialoguen entre sí para resolver dudas y ayudarse mutuamente con el estudio. Nuestra experiencia nos dice que la aprobación de los parciales depende en gran parte del cumplimiento de estas tres estrategias de estudio: la asistencia regular a las clases, la entrega de las tareas y el buen funcionamiento de los grupos.
Blog y mail de la cátedra La cátedra cuenta con un blog en blog en el que hay información acerca de la cursada y también artículos interesantes sobre temas de Biología. Los/as alumnos/as podrán navegar, y recurrir a él en busca de información (cronogramas, distribución de aulas para exámenes, clases de consulta, guías) y de bibliografía adicional. http://biologiajeru.blogspot.com También contamos con un mail:
[email protected]
Esta cuenta de correo es revisada periódicamente por diferentes docentes de la cátedra, y está destinada a la comunicación de imprevistos o inconvenientes que surjan durante la cursada (principalmente aquellos que te dificulten cumplir con las condiciones de regularidad de la materia), que por su urgencia no puedan esperar a la próxima clase/encuentro con tus docentes. Cuando te dirijas a nosotros por este medio te pedimos que: escribas en el asunto del mail el motivo de consulta, te presentes presentes (dando tu nombre, apellido, DNI, materia que estás cursando junto con el horario, aula y nombre de tus docentes). No respondemos dudas de temas teóricos por este medio (salvo cuando explícitamente lo indiquemos) ni consultas de tipo administrativo (para lo que debés recurrir al Departamento de Alumnos y/o a la web del CBC).
Bibliografía de referencia Estos textos son libros de Biología General que General que pueden ser utilizados indistintamente para estudiar la materia; contienen todos los temas que se desarrollarán en el curso, y están accesibles en muchas bibliotecas (incluyendo la de la FCEyN, en el primer piso de este pabellón). ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓
Audesirk, T.; Audesirk, G.; Byers, B. (2003) Biología. La vida en la Tierra. 6ta Tierra. 6ta Edición. Editorial Prentice Hall. Curtis, H. Barnes, N, Schnek, A, Massarini, A (2015) Invitación a la Biología en Contexto Social. 7ma 7 ma Edición. Editorial Médica Panamericana Curtis, H.; Barnes, N. (1993) Biología. Biología. 5ta Edición en español. Editorial Médica Panamericana. Curtis, H.; Barnes, N.; Schnek, A.; Flores, G. (2000) Biología. 6ta Biología. 6ta Edición en español. Editorial Médica Panamericana. Purves, W.; Sadava, D.; Orians, G.; Heller, H. (2004) Vida. La Ciencia de la Biología. Biología. 6ta Edición. Editorial Médica Panamericana. Villée, C. (1996). Biología. Biología. Editorial McGraw-Hill.
Además les recomendamos utilizar algunos sitios de Internet que Internet que se encuentran detallados en nuestro blog. Algunos consejos que te pueden ser de utilidad para realizar las tareas A lo largo de esta guía vas a encontrar varios ejercicios en los que te pedimos que redactes párrafos relacionando ciertos términos, o que indiques si una oración es verdadera o falsa y justifiques tu elección. Para este tipo de ejercicios te damos algunas sugerencias que te serán útiles cuando realices las tareas:
Para los párrafos: a. No necesitás definir cada término, pero será necesario que tengas muy en claro qué s ignifican para poder realizar la tarea. Si no lo sabés te sugerimos que lo busques en tus apuntes de clase c lase o en la bibliografía recomendada. b. No te pedimos que expliques el significado de cada término pero todos deben quedar de algún modo relacionados entre sí, te sugerimos que primero intentes encontrar la relación y luego te pongas a escribirla. c. No es necesario que respetes el orden en que aparecen los términos en el enunciado, pero sí es recomendable que para cada uno mantengas la forma en que aparecen escritos. d. Esperamos que respetes el máximo de reglones sugerido. Para los “verdadero / falso”: a.
b.
c.
Consideramos que justificar no significa corregir la afirmación en el caso de que sea falsa, sino argumentar, o sea, decir por qué pensás que es verdadera o falsa. En algunos casos podrás que dar ejemplos para apoyar tu respuesta. Podrán ser los que vimos en clase o en algunos casos podrás encontrar otros ejemplos en la bibliografía que te recomendamos. Esperamos que emplees en tu respuesta no más de 4 renglones.
En general para los dos tipos de ejercicios: a. Al terminar de escribir un texto, resulta de utilidad que lo leas en voz alta para vos mismo y/o dárselo a leer a otra persona, de esa manera podrás detectar y corregir algunos de los errores más comunes. b. Podés entregar la tarea manuscrita o utilizar un procesador de texto. En el primer caso te pedimos que hagas letra clara y cuides la prolijidad, en el segundo caso te sugerimos que aproveches la función de corrector de textos que tienen los distintos programas para revisar tu escrito. c. Al evaluar la tarea tendremos en cuenta: la claridad de la redacción, la utilización del vocabulario específico de la disciplina, la presencia de errores conceptuales, el cumplimiento de las reglas básicas de ortografía y puntuación, y adecuación al espacio sugerido.
Características de los seres vivos Guía de estudio 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
¿Cuáles son las características que debe tener algo para que lo consideremos un ser vivo? ¿Qué significa que los seres vivos somos sistemas abiertos? Mencioná dos ejemplos que lo demuestren. ¿A qué llamamos metabolismo? Señalá la diferencia entre crecimiento y desarrollo. ¿En qué se diferencia el crecimiento de un organismo unicelular del de un organismo pluricelular? ¿Qué entendemos por irritabilidad ? Mencioná un ejemplo. ¿Qué entendemos por homeostasis? Mencioná un ejemplo. Definí reproducción. Da ejemplos de organismos que se reproduzcan únicamente de manera asexual, únicamente de manera sexual y de ambas maneras. 9. ¿Cuál es la razón principal por la cual consideramos co nsideramos que los virus no son seres vivos?
Actividades 1) a. b. c. d.
Para cada par de conceptos, redactá un breve texto que los relacione: Sistema abierto – metabolismo. Materia – metabolismo. Energía – respiración celular. Reproducción – ADN.
2) Indicá algún objeto sin vida que posea alguna de las características de los seres vivos. ¿Posee las otras propiedades de los seres vivos?
Célula procarionte y eucarionte. Biodiversidad. Reinos Guía de estudio 1) a. b. c. d. e. f.
Sobre las células: Averiguá cuáles son las principales características de todas las células. ¿A qué llamamos endomembranas? ¿Qué es una organela? Mencioná tres ejemplos. Señalá al menos tres diferencias entre células c élulas eucariontes y procariontes. Da dos ejemplos de cada tipo. Averiguá cuáles son las principales diferencias entre las células animales y las l as células vegetales. ¿Cuál es la unidad utilizada para medir el tamaño de las células? ¿Cuál es el diámetro aproximado de una célula procarionte y cuál el de una célula eucarionte?
2) Para poder estudiar la enorme eno rme diversidad de seres vivos, se los suele clasificar cl asificar en reinos. a. ¿Cuáles son esos reinos? Averiguá qué criterios se utilizan para clasificar a los seres vivos en esos cinco grupos. b. ¿Cuáles son las principales diferencias entre los cinco reinos?
Actividades 1) A 1) A continuación se presentan dos esquemas. a. ¿Qué tipo de célula es cada una? ¿Qué información usaste para darte cuenta? b. Completá los esquemas con los nombres de los lo s distintos componentes. c. Dibujá un esquema de una célula procariontes y señalá los siguientes componentes: c omponentes: citoplasma (o protoplasma), membrana plasmática, pared celular, ADN (o material genético), ribosomas. d. Indicá brevemente la o las funciones principales de las siguientes estructuras: membrana plasmática, núcleo, mitocondria, cloroplasto, ribosoma. e. Subrayá con distintos colores las estructuras comunes a los tres tipos celulares y las que no comparten
1. …..............................................................
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2) Discutí por qué podemos decir que una bacteria es un individuo y una célula muscular no lo es. 3) Dada la siguiente lista de elementos: sauce – levadura – manzana – virus del SIDA – espermatozoide – pulmón – – renacuajo – neurona – agua – néctar. Escherichia coli – a. indicá cuáles son seres vivos y cuáles no. b. indicá cuáles son células y cuáles no. 4) Realizá 4) Realizá un cuadro comparativo entre los cinco reinos. Los ítems a comparar serán los siguientes: - Tipo de célula (procarionte o eucarionte) - Número de Células (unicelulares o pluricelulares) - Obtención del alimento (autótrofo o heterótrofo) - Tipo de reproducción (asexual o sexual) - Rol en los ecosistemas (productor, descomponedor, consumidor) - Ejemplos (nombre común o científico de organismos de los distintos Reinos) 5) ¿En 5) ¿En qué reino se clasifica c lasifica cada uno de los siguientes seres vivos? ameba – medusa – ser humano – tilo – coral – levadura – musgo – Staphylococcus pneumoniae 6) Indicá 6) Indicá si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, justificando en no más de 4 renglones: a. El Reino Animalia incluye organismos unicelulares y pluricelulares.
b. El Reino Plantae agrupa a todos los organismos autótrofos. c. Todos los organismos que se clasifican en el Reino Monera son heterótrofos. 7) Un 7) Un biólogo colocó células de un hongo y células de un vegetal en distintos frascos de vidrio pero olvidó roturarlos. Si dispusiera de un microscopio ¿Qué criterios utilizaría para poder diferenciarlos? 8) Para 8) Para cada conjunto de términos, redactá un párrafo en el que queden relacionados: a. célula eucarionte – membranas – ADN. b. levadura – célula – núcleo. c. bacteria – ADN – Reino Monera. d. productor – Reino Protista – cloroplasto.
Compuestos químicos. Agua. Biomoléculas. Guía de estudio 1) a. b. c. d.
Sobre los compuestos químicos : Repasá los conceptos de átomo, molécula y unión química. ¿En qué se diferencian la unión covalente de la unión iónica? ¿Cuál es la principal diferencia entre las moléculas orgánicas e inorgánicas? Da ejemplos de cada una. ¿Qué son los grupos funcionales? Da por lo menos tres ejemplos de grupos funcionales polares y un ejemplo de grupo funcional no polar.
2) Respondé 2) Respondé las siguientes preguntas referidas a la l a molécula de agua: a. ¿Qué átomos forman la molécula de agua (es decir, ¿cuál es su composición química )? ¿Cómo se distribuyen/qué forma adquieren en el espacio (es decir, ¿cuál es su estructura espacial )? )? b. Se considera que la molécula de agua está polarizada; investigá qué significa, y explicalo con tus palabras. ¿Te parece que existirán otras moléculas que también estén polarizadas (o dicho de otra manera: otras moléculas que sean polares como el agua)? ¿Conocés algún ejemplo? d. Los puentes de hidrógeno permiten unir una molécula de agua con otra. Buscá información que te permita explicar cómo ocurre esta unión, en qué casos se presenta, y si puede ocurrir con otras moléculas. c.
e.
Buscá en un libro de texto cuáles son las propiedades de la molécula de agua, y que le permiten cumplir funciones en los seres vivos (es decir, le confieren importancia biológica).
De acuerdo a sus características estructurales, podemos clasificar a las biomoléculas en cuatro grupos: - Hidratos de Carbono (o carbohidratos). Son los monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos. - Nucleótidos y ácidos nucleicos (existen solo dos tipos de ácidos nucleicos: ADN y ARN) - Aminoácidos y proteínas. - Lípidos. En este grupo se incluye a los triglicéridos, los fosfolípidos y otros (ceras, esteroides, terpenos). 3) Sobre 3) Sobre las biomoléculas: 1. Indicá el significado de los siguientes términos: biomolécula, monómero, polímero . 2. Los monosacáridos son hidratos de carbono. ¿Cuál es el monosacárido más importante para los seres vivos? ¿Por qué? 3. El almidón, el glucógeno y la celulosa son polisacáridos ¿Cuál es el monómero que los compone? ¿Cuál es la función de cada uno de ellos? 4. ¿Cuál es la importancia del ADN para los seres vivos? 5. ¿Cuál es la función principal de las moléculas de ARN dentro de una célula? 6. ¿Cuáles son los monómeros de los ácidos nucleicos? 7. Buscá información sobre la estructura del ADN y la del ARN ¿En qué se parecen? ¿En qué se diferencian? 8. ¿Qué es el ATP? ¿Cuál es su función principal en las células? 9. ¿En qué grupo de biomoléculas se incluyen los triglicéridos? ¿Qué funciones cumplen? 10.¿En 10.¿En qué grupo de biomoléculas se incluyen los fosfolípidos? ¿Cuál es su función en las células?
11.¿Cómo 11.¿Cómo están formadas las proteínas? ¿Cuáles son sus monómeros? 12.Mencioná 12.Mencioná por lo menos cinco funciones que cumplen las proteínas en los seres vivos. 13.¿Por 13.¿Por qué es importante la estructura espacial de una proteína?
Actividades 1) Para 1) Para cada par de términos, redactá un párrafo en el que queden relacionados: a. unión covalente – polaridad. b. ión – solubilidad en agua. 2) Realizá un cuadro comparativo entre los distintos monómeros de las biomoléculas. Los ítems a considerar son: - Estructura - Polaridad - Solubilidad en agua - Ejemplos y funciones 3) Relizá 3) Relizá un cuadro comparativo entre los distintos polímeros biológicos. Los ítems que deberás considerar son: Monómero que la forma - Nombre de la unión entre los monómeros - Estructura (aclarar si es lineal o ramificada) - Polaridad - Solubilidad en agua - Función biológica 4) Realizá 4) Realizá un cuadro comparativo entre los triglicéridos y los fosfolípidos. Deberás compararlos en cuanto a su estructura, su polaridad, su solubilidad en agua y sus funciones (primero escribí los ejemplos para cada uno y para cada ejemplo su función y en el caso de los triglicéridos, diferenciá las funciones de grasas y aceites) 5) En 5) En base a la información de los cuadros, señalá una diferencia y una semejanza entre: la glucosa y un aminoácido el ATP y el ADN una grasa y una proteína la celulosa y un fosfolípido el ARN y una proteína el glucógeno y una grasa 6) Indicá 6) Indicá si las siguientes oraciones son verdaderas o falsas. Para cada una justificá brevemente tu elección: a. La unión glicosídica es un tipo de enlace débil. b. La función de una proteína depende de su estructura en el espacio. c. Los ácidos nucleicos tienen funciones energéticas. 7) Ordená 7) Ordená los elementos de la lista según niveles de organización crecientes, nombrando cada nivel: sistema circulatorio – H2O – hormiga – tejido muscular – una bacteria Escherichia coli – cerebro – pulmón – electrón – cloroplasto – flor – Na+ – aminoácido – célula epitelial.
Membranas biológicas Guía de estudio 1. 2. 3. 4.
¿Cuáles son las biomoléculas que constituyen a las membranas biológicas? Señalá los componentes principales de la membrana biológica representada en el dibujo. Mencioná tres funciones importantes de la membrana plasmática. Se dice que las membranas biológicas son mosaicos fluidos ¿A qué hace referencia el concepto de mosaico? ¿Qué significa que las membranas biológicas son fluidas? 5. ¿Qué significa que las membranas biológicas bioló gicas tienen permeabilidad selectiva? ¿Cuál es la importancia de esta propiedad? ¿Con qué función de las membranas está relacionada? relaci onada? 6. Mencioná los distintos tipos de transporte a través de las membranas biológicas. 7. ¿A qué se llama ósmosis?
Actividades 1) Realizá 1) Realizá un cuadro comparando los mecanismos de transporte a través de membrana (difusión simple, difusión facilitada por canales, difusión facilitada por carriers, transporte por bombas y transporte en masa). Los ítems son: - Componentes de la membrana que intervienen en el transporte - Relación con el gradiente de concentración? (a favor, en contra o independiente) - ¿Gasta energía (consume ATP)? - Polaridad y nivel de organización al que pertenecen las partículas transportadas - Ejemplos de partículas transportadas 2) Utilizá 2) Utilizá la siguiente lista de palabras para completar los espacios en blanco en el texto (considerá que los términos pueden usarse una vez, más de una vez o ninguna). ACTIVO – PASIVO – CONSUME – NO CONSUME – SIMPLE – FACILITADA – LOS FOSFOLÍPIDOS – CIERTAS PROTEÍNAS – INTEGRALES – PERIFÉRICAS – MOLÉCULAS HIDROFÍLICAS – MONOSACÁRIDOS – IONES – A FAVOR – EN CONTRA. - La difusión a través de las membranas biológicas es un transporte ……………………, es decir que …… ………………… energía. Esto ocurre porque las partículas atraviesan la membran a ……… ..……….………… de su gradiente de concentración. - Los gases como el O 2 y el CO2 atraviesan las membranas biológicas por difusión ………………………. Este tipo de difusión ocurre a través de ……… ………………………... de la membrana. - La difusión……………………….. es la que ocurre a través de …………………… ……………………….. de la membrana. - Las proteínas que intervienen en el transporte de sustancias son ……………………...…… . - Los canales son proteínas que permiten el pasaje de …………………….. . …………………………….. como por ejemplo - Los carriers son proteínas que permiten el pasaje de ………………..………… …………………………….. ………………………………….. .
- Las bombas son proteínas que transportan ………………………. . Estas proteínas gastan ATP porque el transporte es ……… ……..…………………. del gradiente de concentración.
- El agua atraviesa las membranas por ósmosis, que es un transporte ……………..……………… . 3) Si 3) Si tuvieras por un lado una célula animal y por el otro una esfera formada solo por fosfolípidos, ¿cuáles de las siguientes sustancias podrían ingresar al interior de cada una? Justificá tus respuestas (no olvides mencionar el nivel de organización y, cuando corresponda, la polaridad de las partículas): Agua – oxígeno – proteínas – ácidos grasos – virus – ión cloruro (Cl-) – bacteria.
4) Para 4) Para cada conjunto de términos, redactá un párrafo referido a la membrana plasmática que los relacione: a. difusión – CO2 – fosfolípidos b. glucosa – proteínas – gradiente de concentración c. sodio (Na+) – ATP – canales d. agua – consumo de energía – ósmosis e. sustancias polares – transporte pasivo – proteínas 5) ¿Por 5) ¿Por qué mecanismos podrían ingresar a las células sustancias tóxicas? 6) Suponé 6) Suponé que en el almuerzo comiste pollo con puré. a. Seguí el recorrido de un átomo de carbono del almidón del puré desde que entra a tu boca hasta que lo encontramos en el citoplasma de una célula muscular. Detallá el camino que seguirá a través de tu aparato digestivo y los mecanismos de transporte que necesitarán las moléculas involucradas para atravesar las membranas. b. Seguí el recorrido de un átomo de carbono de una proteína del pollo desde que entra a tu boca hasta que pasa a formar parte de una proteína en una célula muscular. Detallá el camino que seguirá a través de tu aparato digestivo y los mecanismos de transporte que necesitarán las moléculas involucradas para atravesar las membranas.
Reacciones químicas. Enzimas. Guía de estudio 1) Sobre 1) Sobre las reacciones químicas : a. ¿Cuál es el significado de los siguientes conceptos: reacción química – sustrato (o reactivo) – producto? b. ¿Qué significa que una reacción es exergónica? Definila y da un ejemplo. c. ¿Qué significa que una reacción es endergónica? Definila y da un ejemplo. 2) Sobre 2) Sobre las enzimas: 1. ¿Qué son las enzimas? ¿A qué grupo de biomoléculas pertenecen? 2. ¿Qué es el sitio activo de una enzima? 3. ¿Cómo actúan? 4. ¿Qué significa que las enzimas son específicas? 5. ¿Qué significa que las enzimas son saturables? 6. ¿Cómo se relaciona la estructura espacial de una enzima con la función que cumple? 7. Explicá con tus palabras la siguiente afirmación: Todas las enzimas actúan dentro de su rango de temperaturas óptimas. 8. ¿Cómo se representa la afirmación del ítem anterior en un gráfico de ejes cartesianos? Dibujá el gráfico y explicalo. 9. ¿Cómo varía la actividad de las enzimas en función del pH? Dibujá el gráfico correspondiente y explicalo.
Actividades Trabajo Práctico. Actividad enzimática Materiales: ✓ Tres vasitos de café de plástico (no telgopor) ✓ Agua oxigenada de 20 o 30 volúmenes ✓ Trocitos de hígado crudo ag ua al fuego y dejarlos hervir durante por lo menos 10 ✓ Trocitos de hígado cocido (colocar los trocitos en agua minutos) ✓ Trapo y papel de diario para dejar limpio el lugar, y bolsita para ti rar los materiales luego de realizado el TP. Procedimiento: 1. Colocar los trocitos de hígado crudo en uno de los vasos y los de hígado cocido en otro. 2. Cubrir los trocitos con agua oxigenada y colocar más o menos la misma cantidad de agua oxigenada en el tercer vaso. 3. Observar la intensidad del burbujeo y el cambio de temperatura en los tres recipientes. 4. Anotar los resultados obtenidos.
Cuestionario: a. ¿Qué ocurrió en el vaso con hígado crudo? ¿A qué se deben los resultados observados? b. ¿Qué ocurrió en el vaso con hígado cocido? ¿A qué se deben los resultados observados en este caso? c. ¿Cuál es la función del vaso sin hígado? d. ¿Qué esperarías observar si el experimento con hígado crudo se hubiese realizado a 5ºC? ¿Por qué? e. Para cada grupo de términos, redactá un párrafo en el que queden relacionados: - Catalasa – sitio activo – moléculas de oxígeno. - Agua oxigenada – burbujeo – desnaturalización. 1) La 1) La maltosa es un disacárido formado por dos moléculas de glucosa unidas entre sí mediante una unión glicosídica. La enzima maltasa reconoce a la maltosa y rompe dicha unión. De esta manera se obtienen dos moléculas de glucosa libres. a. Representá esta información con un esquema o dibujo. b. Indicá cuál de las dos oraciones está bien expresada y cuál no: - La maltasa cataliza la reacción de ruptura de la maltosa. - La maltasa cataliza a la maltosa. 2) Para 2) Para cada uno de los siguientes conjuntos de términos, redactá un párrafo en el que queden relacionados: a. Enzima – sitio activo – producto. b. Inactivación – estructura – unión al sustrato. c. Altas temperaturas – función – sitio activo. d. Actividad enzimática – saturación – sustrato. 3) Se 3) Se tienen bacterias de aguas templadas en tres cultivos, que presentan condiciones adecuadas para su crecimiento y reproducción. La única diferencia entre los tres cultivos es la temperatura: El primero está a 2°C, el segundo a 20°C y el tercero a 45°C. ¿Qué suponés que ocurrirá con el crecimiento y reproducción de las bacterias en cada cultivo? Justificá tus respuestas en base a lo visto sobre la actividad de las enzimas. 4) Suponé 4) Suponé que te invitan a comer un bife con papas fritas. a. ¿Cuáles son los principales alimentos que estás ingiriendo? i ngiriendo? b. Seguí el recorrido de un átomo de carbono de una proteína desde que entra a tu boca hasta que está listo para ser absorbido como el monómero correspondiente. c. Seguí el recorrido de un átomo de carbono de almidón desde que entra a tu boca hasta que está listo para ser absorbido como el monómero correspondiente d. Seguí el recorrido de un átomo de carbono correspondiente a un lípido desde que entra a tu boca hasta que está listo para ser absorbido como el monómero correspondiente 5) Indicá 5) Indicá si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, justificando brevemente todas tus respuestas: a. Todas las enzimas alcanzan su máxima actividad a 37°C. b. La estructura primaria de una enzima depende de la estructura terciaria de la misma. c. Las proteínas de la carne que ingerimos pasan a formar parte de nuestras proteínas con la misma estructura terciaria que poseían en la vaca. d. Todas las enzimas se desnaturalizan a pH=2. e. Las enzimas se saturan por exceso de producto.
Metabolismo Guía de estudio 1. 2. 3. 4.
¿Qué es un proceso metabólico? ¿Cuál es la relación entre reacción química y proceso metabólico? ¿Cómo pueden clasificarse los procesos metabólicos desde el punto de vista de la energía? ¿Y de la materia? Mencioná cuatro procesos metabólicos y clasificá a cada uno desde el punto de vista de la materia y de la energía. ¿Cuál es la función del ATP en el metabolismo celular?
Actividades 1) Observá 1) Observá las siguientes ecuaciones y respondé: ENZIMA 1 molécula A + molécula B
molécula C ↷
ATP
ADP + P
ENZIMA 2 molécula C + molécula D
molécula E ↷
ATP
ADP + P
ENZIMA 3 molécula E + molécula F
molécula G ↷
ATP 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
ADP + P
¿Por qué podemos decir que estas tres reacciones constituyen un proceso? ¿Cuáles son los sustratos de este proceso? ¿Cuál es el producto principal de este proceso? ¿Qué otros productos se obtienen? ¿Qué función cumplen las moléculas C y E en este proceso? ¿Cómo se clasifica este proceso desde el punto de vista de la materia? Justificá tu respuesta. ¿Cómo se clasifica este proceso desde el punto de vista de la energía? Justificá tu respuesta. ¿Por qué en cada reacción interviene una enzima diferente? Justificá tu respuesta.
2) Las 2) Las siguientes ecuaciones representan reacciones químicas y procesos metabólicos. a. Para cada una, indicá si representa una reacción o un proceso. b. Para cada una indicá cómo es desde el punto de vista de la energía. c. Sólo para los procesos, indicá cómo son desde el punto de vista de la materia. 1 ADP + P
ATP
2 glucosa + O2
CO2 + H2O
3 glucógeno
glucosa
4 monosacárido + monosacárido
disacárido
5 aminoácidos
proteína
6 ATP
ADP + P
Respiración celular aeróbica y fermentación Guía de estudio 1. 2. 3. 4.
5. 6.
¿Qué entendemos por “respiración” en el lenguaje cotidiano? Diferenciá este concepto del de respiración celular.
¿Qué organismos realizan respiración aeróbica? ¿En qué Reinos se los clasifica? ¿Cuál es la importancia biológica de este proceso metabólico? Decimos que la glucosa es alimento para los seres vivos, dado que nos aporta tanto materia como energía. ¿Cuál de las dos funciones es la que cumple en la respiración celular? Para que pueda cumplir dicha función ¿qué le ocurre durante el proceso? ¿Por qué se denomina respiración aeróbica? ¿Cómo la diferenciarías de la respiración anaeróbica? ¿Cuáles son los productos de la respiración celular aeróbica?
7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.
Teniendo en cuenta las respuestas anteriores escribí la fórmula general (o ecuación global) del proceso. ¿Cómo es este proceso desde el punto de vista v ista de la materia y de la energía? Justificá tu respuesta. ¿Cuál es la organela responsable del proceso en células eucariontes? Realizá un esquema de esta organela, señalando sus partes principales. ¿Cuántas etapas tiene el proceso, cómo se denominan y dónde ocurre cada una en una célula eucariota? La respiración celular es un proceso de óxido-reducción. ¿Qué significa esto? Observando la ecuación global, ¿cuál es la molécula que se oxida (pierde átomos de hidrógeno) y cuál es la que se reduce (los recibe)? ¿Cuál es la molécula que cumple c umple el rol de intermediario de óxido-reducción? ó xido-reducción? ¿En qué consiste ese rol? Además de la respiración ¿conocés otros o tros procesos metabólicos que se utilizan para obtener energía de la degradación del alimento? ¿Qué organismos los realizan?
Actividades 1) Tomando 1) Tomando como modelo el esquema de la respiración aeróbica, confeccioná uno que represente la fermentación láctica y otro que represente la fermentación alcohólica. 2) Realizá 2) Realizá un cuadro comparativo entre la glucólisis, la decarboxilación oxidativa, el Ciclo de Krebs, la cadena respiratoria, la fosforilación oxidativa, la fermentación láctica y la alcohólica, teniendo en cuenta los siguientes ítems: - sustratos - productos - lugar de la célula donde ocurre 3) Indicá si las siguientes oraciones son verdaderas o falsas, justificando brevemente: a. La glucólisis es una reacción exergónica. b. Los organismos facultativos realizan respiración aeróbica en presencia de oxígeno y respiración r espiración anaeróbica en su ausencia. c. En la cadena respiratoria el oxígeno molecular (O 2) se oxida a agua (H 2O). d. Durante la fermentación láctica ocurre la oxidación total de la glucosa. e. Los hongos realizan fermentación alcohólica para obtener etanol. f. Las levaduras producen más CO 2 en la fermentación que en la respiración aeróbica. 4) Un 4) Un estudiante de biología colocó levaduras en un tubo de ensayos y células musculares en otro. En ambos tubos colocó además glucosa como fuente de energía, pero en ausencia de oxígeno. Por inexperiencia olvidó rotular los tubos. Usando sus conocimientos sobre los procesos de obtención de energía a partir de la glucosa, ¿cómo podría averiguar cuál es cada tubo? 5) Suponé 5) Suponé que almorzás un bife con arroz. a. ¿Podría ocurrir que un átomo de C del almidón del arroz pase después de un rato a formar parte de una molécula de CO2 producida en una célula de tu piel? Justificá tu respuesta con el recorrido correspondiente. b. ¿Podría ocurrir que un átomo de C del almidón del arroz pase después de un rato a formar parte de una proteína producida en una célula muscular? Justificá tu respuesta con el recorrido correspondiente. c orrespondiente. c. Seguí el recorrido de un átomo de C que forma parte de una proteína del bife desde que ingresa a la boca de una persona hasta que se encuentra formando parte de un lípido en una célula del corazón. d. Seguí el recorrido de un átomo de C que forma parte de una molécula de grasa del bife desde que ingresa a la boca de una persona hasta que se encuentra formando parte del glucógeno en una célula del hígado. 6) Las 6) Las células vegetales tienen una pared de celulosa, que ellas mismas producen. a. ¿La síntesis de celulosa es un proceso anabólico o catabólico? Justificá tu respuesta. b. Redactá un párrafo en el que se relacione este proceso con los siguientes conceptos: O 2 – NADH – ATP. 7) Completá 7) Completá el siguiente esquema que resume las etapas de la respiración celular aeróbica (si falta alguna flecha, agregala también):
GLUCOSA
ADP+ P
Glucólisis
………….
……………
NADH2
ÁCIDO PIRÚVICO Coenzima A
Decarboxilación del ácido ………… pirúvico
……..…….
………… ……..……………………
ADP + P O2 Ciclo de Krebs
……..……
NADH2
Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa
…..………
Coenzima A
……………
…………
8) En 8) En un laboratorio se tienen los siguientes cultivos de bacterias: - Cultivo 1: bacterias aerobias estrictas, en presencia de O 2 - Cultivo 2: bacterias aerobias estrictas, en ausencia de O 2 - Cultivo 3: bacterias facultativas en presencia de O 2 - Cultivo 4: bacterias facultativas en ausencia de O 2 Indicá qué ocurre con el crecimiento y la reproducción de las bacterias en cada caso. Justificá tus respuestas de la manera más completa posible. 9) En 9) En un laboratorio se tienen células aerobias estrictas en cultivo. Se estudia el ingreso a dichas células de dos sustancias, que llamaremos A y B. Se realiza el experimento en dos do s condiciones distintas: en presencia y en ausencia de oxígeno. La sustancia A entra a las células a la misma velocidad en ambas condiciones, en cambio la sustancia B sólo
entra a las células en presencia de oxígeno. De acuerdo a estos datos: a. ¿Qué tipo de sustancia podría ser A? Justificá tu respuesta. b. ¿Qué tipo de sustancia podría ser B? Justificá tu respuesta.
Fotosíntesis Guía de estudio 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
10. 11. 12. 13.
¿Cómo se denomina a los organismos que producen su propio alimento? ¿En qué reinos se clasifican dichos organismos? ¿Cuál es el principal “alimento” al que hace referencia la primera pregunta?
¿Qué moléculas inorgánicas usan como sustrato para producirlo? Además del producto principal, ¿qué otro producto se obtiene? De dónde proviene la energía? De acuerdo a las respuestas anteriores, escribí la fórmula general (o ecuación global) de la fotosíntesis. ¿Cómo es este proceso desde el punto de vista de la materia y de la energía? Justificá tu respuesta. Vimos que la respiración celular es un proceso de óxido-reducción, y que el NAD funciona como intermediario, uniéndose transitoriamente a átomos de hidrógeno (H). ¿Sucede ¿S ucede algo similar en la fotosíntesis? ¿Cuál es la molécula responsable? ¿Cuál es la molécula que se oxida (pierde átomos de hidrógeno) y cuál es la que se reduce (los recibe)? ¿En qué momento del día ocurre? oc urre? ¿Por qué? ¿Cuál es la molécula sensible a la luz? ¿En qué organela ocurre en células eucariontes? ¿Cuál es la importancia biológica del proceso? (tené en cuenta los dos productos del mismo).
Actividades 1) Completá 1) Completá los recuadros en el esquema:
ADP + P
Etapa Fotoquímica
Etapa Bioquímica NADPH2
2) Teniendo 2) Teniendo en cuenta los sustratos y productos de cada etapa, en el esquema pueden agregarse dos flechas más ¿Cuáles son? Dibujalas y explicá con tus palabras su significado biológico. (Atención: no se pide que agregues palabras, solamente dos flechas). 3) Explicá 3) Explicá con tus palabras: a. ¿Por qué la etapa fotoquímica es dependiente de luz? b. ¿Por qué la etapa bioquímica no depende directamente de la luz? c. ¿Por qué, si bien la etapa bioquímica no depende directamente de la luz, se sabe que no puede ocurrir en ausencia prolongada de luz? 4) Realizá 4) Realizá un cuadro comparativo entre la etapa fotoquímica y la etapa bioquímica de la fotosíntesis teniendo en cuenta los siguientes ítems: - sustratos - productos - lugar de la célula donde ocurren. 5) Las 5) Las sales de nitrógeno (N) y de fósforo (P) son fundamentales en la vida de un organismo autótrofo como una planta ¿Por qué?
6) Para 6) Para cada uno de los siguientes conjuntos de términos, redactá un párrafo de no más de ocho renglones. En cada párrafo los términos deben estar relacionados entre sí: a. Fotosíntesis – NADPH – O2. b. Etapa bioquímica – ATP – glucosa. c. NADPH2 – ATP – síntesis de proteínas. 7) Indicá 7) Indicá si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, justificando brevemente tu elección: a. En la fotosíntesis las moléculas de CO 2 aportan los átomos de C para sintetizar glucosa y son transformadas en moléculas de O2. b. Las plantas respiran solo de noche y realizan fotosíntesis solo durante el día. c. Todos los productos de la etapa fotoquímica son sustratos de la etapa bioquímica. d. Tanto el agua como las sales minerales que las plantas toman del suelo se usan en la fotosíntesis. e. El ATP producido en la etapa fotoquímica puede utilizarse en cualquier proceso anabólico que ocurra en la célula autótrofa.
Integración 1) Confeccioná 1) Confeccioná un cuadro comparativo entre la respiración celular aeróbica y la fotosíntesis, considerando los siguientes ítems: - Sustratos - Productos - Relación con la luz - Clasificación según la materia y la energía - Organela responsable en células eucariotas - Etapas - Organismos que la llevan a cabo 2) Discutí 2) Discutí la validez de las siguientes afirmaciones: a. El ATP es un intermediario metabólico en la fotosíntesis, pero no cumple dicha función en la respiración celular. b. Los organismos heterótrofos realizan respiración y no realizan fotosíntesis, mientras que los organismos autótrofos realizan fotosíntesis y no respiración. c. Tanto el O 2 como la glucosa que se obtienen como producto de la fotosíntesis podrán ser usados por el mismo organismo que los produjo. d. Tanto el O 2 como la glucosa que produce un organismo autótrofo podrán ser usados por otros organismos. 3) Imaginá 3) Imaginá una planta de papas. a. ¿podría ser que un átomo de C de una molécula de CO 2 del aire se encuentre luego formando parte de una molécula de glucosa en el citoplasma de una célula de una hoja? Justificá tu respuesta. b. ¿podría ser que ese mismo átomo de C pase luego a formar parte del almidón que se encuentra en una célula de la raíz? Justificá tu respuesta. 4) Si 4) Si alguno de nosotros come una papa de esa planta: a. ¿Podríamos encontrar después de un rato el átomo de C del ejercicio anterior formando parte de una molécula de glucosa en una célula de la piel? Justificá tu respuesta. b. ¿Podríamos encontrar ese átomo de C luego de un tiempo formando parte de una proteína en una célula muscular? c. ¿Qué otras moléculas podrían originarse en esa célula a partir de esa glucosa? Nombrá por lo menos cuatro. 5) Indicá 5) Indicá si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, justificando brevemente tu elección: a. Un átomo de C presente en una molécula de CO 2 en el aire, podría encontrarse luego de un tiempo formando parte de una molécula de glucosa dentro de un consumidor. b. Un átomo de C de una molécula de CO 2 que ingresó a la hoja de una planta se podría encontrarse después de un tiempo saliendo de una célula de la raíz de esa misma planta formando parte de otra molécula de CO 2. 6) Suponé 6) Suponé que comés puré de papas. Seguí el recorrido del átomo de carbono del almidón desde que entra a tu boca hasta que pasa a formar parte de una molécula de un lípido en la raíz de una planta. Decí cómo se digi ere ese alimento, mencioná las moléculas de las que forma parte ese carbono y los mecanismos de transporte de esas moléculas a través
de las membranas.
Más actividades 1) Leé 1) Leé el siguiente texto, extraído y modificado de Biología, de Curtis y Barnes: A lo largo de todo este libro hemos enfatizado que la vida sobre la tierra depende de la energía radiante del sol, que es convertida por los organismos fotosintéticos – principalmente plantas y algas – en la energía química almacenada en los enlaces de moléculas orgánicas. Aunque se conocen desde hace mucho tiempo bacterias quimioautótrofas que no dependen de la energía de la luz solar para accionar sus reacciones fijadoras de carbono, estas bacterias se consideraban hasta hace poco como poco más que curiosidades. Sin embargo, una serie de descubrimientos que comenzaron en 1977 revelaron la existencia de ecosistemas enteros en los que los productores primarios son bacterias quimioautótrofas. Recientemente se han hallado ecosistemas de este tipo en el Pacífico, y en todos ellos el los las bacterias quimioautótrofas son los productores primarios de una trama alimentaria compleja. Entre los habitantes más espectaculares se encuentras las almejas, que miden hasta 20 centímetros de diámetro y cubren el piso de lava. Otros habitantes permanentes incluyen mejillones, cangrejos y pulpos. Las almejas y mejillones se alimentan de las bacterias y sirven de alimento a los crustáceos y pulpos. a. ¿Por qué el texto plantea que “la vida sobre la tierra depende de la energía radiante del sol”? Justificalo brevemente.
b. En el texto se sostiene que la energía radiante del sol se almacena en los enlaces de moléculas orgánicas: - ¿A qué moléculas orgánicas se refiere? - ¿Cómo se denomina el proceso al que hace referencia? - ¿Qué organismos lo realizan? c. Completá el siguiente cuadro comparativo, referido a los organismos mencionados en el texto: bacteria quimioautótrofa
cangrejo
alga
planta
Obtención del alimento Reino en que se clasifican Número de células Tipo de células 2) Confeccioná 2) Confeccioná un cuadro comparativo entre el ceibo (un árbol), Escherichia coli (una (una bacteria heterótrofa) y Saccharomyces cerevisiae (una levadura), en cuanto a tres características que consideres relevantes. 3) Indicá 3) Indicá dos semejanzas y dos diferencias entre: a. Un organismo perteneciente al Reino Monera y uno perteneciente al Reino Vegetal. b. Una célula de la hoja de una planta y una célula del músculo de un animal. c. Una bacteria heterótrofa y un protozoo. 4) Para 4) Para cada par de términos, redactá una oración que los relacione: a. cloroplasto – autótrofos b. célula – núcleo c. célula – fisión binaria d. ADN – citoplasma 5) Para 5) Para cada uno de los siguientes conjuntos de términos, redactá un párrafo de aproximadamente cinco renglones. En cada párrafo los términos deben estar relacionados r elacionados entre sí: a. Célula – metabolismo – organelas b. Célula – sistema abierto – membrana plasmática c. Célula procarionte – membranas – ADN 6) Indicá 6) Indicá si las la s siguientes oraciones son verdaderas o falsas, justificando tu elección:
a. b. c. d. e. f. g.
Si un organismo es eucarionte, pluricelular y heterótrofo, es seguro que pertenece al Reino Animal. Si un organismo es eucarionte, pluricelular y autótrofo, es seguro que pertenece al Reino Vegetal. Todas las células presentan una membrana plasmática, un citoplasma y un núcleo. Las proteínas son polímeros de monosacáridos. El ATP es un aminoácido con función energética. La temperatura óptima de las enzimas es de 37ºC. La desnaturalización de una proteína es la pérdida de su estructura espacial, sin pérdida de su función.
7) Para 7) Para cada uno de los siguientes conjuntos de términos, redactá un párrafo en el que queden relacionados: a. Agua – puente de hidrógeno – moléculas polares. b. Reacción endergónica – energía – unión. c. Enzima – especificidad – producto. d. Temperatura – inactivación – producto. e. Desnaturalización – sitio activo – sustrato. 8) En 8) En los lagos de aguas templadas viven muchas especies de bacterias. El rango óptimo de temperaturas de las enzimas de dichas bacterias es de 18ºC – 23ºC. a. ¿Qué ocurrirá con la actividad de esas enzimas si se las coloca en un medio a 5ºC? ¿Por qué? b. ¿Qué ocurrirá con la actividad de esas enzimas si se las coloca en un medio a 35ºC? ¿Por qué? peptidil transferasa 9) Dada la siguiente reacción: aminoácido 1 + aminoácido 2 dipéptido a. Redactá un breve párrafo referido a la actividad de esta enzima, que contenga los siguientes conceptos: peptidil transferasa – sustratos – unión fuerte – cataliza. b. ¿Cómo se llama la unión que se formó? c. ¿Esta reacción es exergónica o endergónica? Justificá tu respuesta. 10) Las 10) Las ATPasas son una familia de enzimas que catalizan la siguiente reacción: ATP → ADP + P a. ¿Esta reacción es exergónica o endergónica? ¿Por qué? b. Indicá si las siguientes oraciones son V o F y justificá tu elección: - El ATP es sustrato de esta reacción. - La ATPasa es sustrato de esta reacción. c. ¿Qué ocurriría en una célula si todas sus ATPasas dejaran de actuar? Justificá tu respuesta. 11) Indicá 11) Indicá si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, justificando brevemente tu elección. a. Todos los organismos respiran. b. Todos los organismos realizan glucólisis. c. Para realizar respiración aeróbica, las células requieren de la presencia de mitocondrias. d. La glucólisis es un proceso de degradación total de la glucosa. e. Las plantas son los únicos organismos autótrofos. f. La fotosíntesis es un proceso anabólico. g. Las plantas fotosintetizan para obtener ATP para sus procesos anabólicos. h. La fotosíntesis es un proceso catabólico porque se degrada el agua y se obtiene oxígeno. i. Una planta requiere solo agua, luz y CO 2 para sintetizar todas las biomoléculas que necesita. j. Todo el oxígeno producido por los organismos fotosintéticos, será utilizado por los organismos no fotosintéticos. 12) Para 12) Para cada uno de los siguientes conjuntos de términos, redactá un párrafo en el que queden relacionados: a. Etapa fotoquímica – clorofila – glucosa. b. Energía lumínica – CO2 – ATP. c. Etapa bioquímica – H2O – NADP. d. Intermediario metabólico – ADP – fotosíntesis. e. Proceso anabólico – CO2 – alimento. 13) Para 13) Para cada uno de los siguientes conjuntos de términos, redactá un párrafo de aproximadamente ocho renglones. En cada párrafo los términos deben estar relacionados r elacionados entre sí:
a. b. c. d. e. f.
reacción endergónica – catabolismo – ATP – enzimas proceso anabólico – oxígeno – ATP – energía proceso catabólico – etanol – NAD – oxígeno procesos catabólicos – materia – heterótrofos – producción de alimento etapa bioquímica – intermediario – ADP – procesos catabólicos glucólisis – intermediarios – NAD – autótrofos
14) Para 14) Para cada proceso o etapa indicá con una cruz en qué célula puede ocurrir: neurona
célula muscular
célula de una hoja
levadura
Lactobacillus
cianobacteria
Glucólisis Ciclo de Krebs Ciclo de Calvin Síntesis de almidón Síntesis de proteínas Fermentación láctica Fermentación alcohólica Síntesis de fosfolípidos Síntesis de celulosa 15) Nos 15) Nos situamos dentro de una célula de la hoja de una planta, que está produciendo glucosa. Para cada proceso de la lista, indicá: a) si la glucosa es sustrato o no de ese proceso, y b) si el proceso puede ocurrir o no en esa célula. Justificá brevemente todas tus respuestas. - síntesis de celulosa - respiración celular - fotosíntesis - síntesis de glucógeno - fermentación - síntesis de proteínas 16) Para cada conjunto de términos, redactá un párrafo que los relacione: a. procesos anabólicos – heterótrofos – materia orgánica – productores b. procesos catabólicos – autótrofos – materia inorgánica – consumidores 17) Las 17) Las proteínas constituyen un alimento que no aporta grandes cantidades c antidades de energía. Sin embargo, cuando una persona ingiere grandes cantidades de proteínas termina aumentando las reservas de lípidos y engordando. ¿Cómo lo explica? 18) Seguí 18) Seguí el recorrido del átomo de carbono de una proteína que formaba parte del bife que comiste en el almuerzo hasta que pasa a formar parte de una proteína que se encuentra en la célula de la hoja de una planta c ualquiera, por ejemplo, en tu jardín.
Reproducción. Ciclo celular. Duplicación del ADN. Guía de estudio 1. ¿Cuáles son las principales diferencias entre la reproducción sexual y la reproducción asexual?
2. 3. 4. 5. 6.
¿A qué llamamos fisión binaria? ¿Cuáles son las fases o períodos del ciclo celular eucarionte y qué eventos importantes ocurren en cada una de ellas? ¿Cuál es la importancia del proceso de duplicación del ADN y cómo se relaciona con la reproducción? Repasá la estructura del ADN. Explicá qué significa que las cadenas son complementarias. Clasificá al proceso de duplicación del ADN según la materia y según la energía. Justificá tu respuesta indicando claramente cuáles son los sustratos y cuáles son los productos de este proceso. 7. ¿Qué es la cromatina y cómo está compuesta? ¿En qué etapas del ciclo celular se puede observar? 8. ¿Qué son los cromosomas? ¿En qué etapas del ciclo celular se pueden observar? ?¿Cuál es la diferencia entre cromatina y cromosomas? 9. ¿En qué se diferencian un cromosoma simple y un cromosoma duplicado? ¿A qué se llama cromátides hermanas?
Actividades 1) Ubicá las fases del ciclo celular eucarionte en el siguiente gráfico: Cantidad de ADN
Períodos del ciclo celular
2)
Indicá si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, justificando brevemente todas tus respuestas:
Los organismos unicelulares se reproducen asexualmente, mientras que los pluricelulares se reproducen sexualmente. 2. Cuando una célula eucariota pasa por el período S del ciclo celular, su contenido de ADN aumenta al doble. 3. Las células procariontes no duplican su ADN. 4. Si una célula se va a dividir, previamente debe duplicar su ADN. 5. En la duplicación del ADN se utilizan nucleótidos monofosfatados como sustratos. 6. La duplicación del ADN es un proceso catabólico. 7. La enzima ADN polimerasa es un sustrato del proceso de duplicación del ADN. 8. La duplicación del ADN es semiconservativa. 9. En las células eucariontes las cromátides hermanas se forman durante la división celular. 10. Si una célula eucarionte no dispone de timina ni puede sintetizarla, su ciclo celular se detendrá. 1.
3)
Dada la siguiente cadena de ADN, escribí abajo la cadena complementaria: GAACTAGCTAACGATTCATGG ……………..…………….……………………………………..
4) a. b. c. d.
Se quiere obtener de forma experimental copias de moléculas de ADN. ¿Qué elementos agregarías en un tubo de ensayo para lograr ese objetivo? De los elementos mencionados en el punto anterior ¿cuáles son sustratos y cuáles son productos? pro ductos? ¿A qué temperatura obtendría mayor cantidad de producto por unidad de tiempo: a 37°C ó a 4°C? ¿Qué resultado se espera obtener si en el tubo de ensayo se agregan ribonucleótidos en vez de desoxiribonucleótidos? Justificá tu respuesta.
Mitosis y meiosis Guía de estudio 1. ¿Qué es un cariotipo? Averiguá cómo es el cariotipo humano y qué información se puede obtener de él. 2. ¿Cuál es la importancia biológica de la mitosis? En tu respuesta diferenciá las funciones de la mitosis en los organismos pluricelulares de su función en organismos unicelulares. 3. ¿Qué organismos se reproducen por mitosis y qué organismos se reproducen por fisión binaria? Nombrá ejemplos. 4. Mencioná cuáles son las fases de la mitosis y los principales eventos que ocurren en cada una de ellas. 5. En un organismo pluricelular, ¿en qué se diferencian las células somáticas de las gametas? 6. ¿Qué significa que una célula es diploide? ¿Qué son los cromosomas homólogos? 7. ¿Qué significa que una célula es haploide? 8. En muchas especies las gametas son haploides. ¿Por qué? ¿Mediante qué proceso de división se obtienen? ¿Cuál es la importancia de este proceso y cómo se relaciona con la reproducción sexual? 9. Mencioná cuáles son las fases de la meiosis y los principales eventos que ocurren oc urren en cada una de ellas.
Actividades 1) Sobre los cariotipos: a) :Observá el siguiente cariotipo y contá cuantos cromosomas aparecen b) ¿Cómo aparecen ordenados los cromosomas en un cariotipo?¿Por c ariotipo?¿Por qué los cromosomas están ubicados de a pares? c) ¿A quién te parece que puede pertenecer este cariotipo? d) ¿Por qué el último par no tiene dos cromosomas de igual tamaño como el resto? ¿A qué puede deberse esto? e) ¿Por qué los cromosomas tienen distinto tamaño? ¿Será que en todos los cromosomas se repite la misma información? f) ¿Por qué algunos cromosomas son más grandes y otros más chicos? g) Si miraras el cariotipo de otra persona, ¿qué información tendrías de ella sin conocerla? ¿Podrías saber su color de ojos, o su color de pelo por ejemplo?
Imagen extraida de: https://sites.google. https://sites.google.com/site/da com/site/daccilavinia/ ccilavinia/scienze/la-genet scienze/la-genetica?tmpl=% ica?tmpl=%2Fsystem%2Fapp%2F 2Fsystem%2Fapp%2Ftemplates% templates%2Fprint%2F&showPrint 2Fprint%2F&showPrintDialog=1 Dialog=1
h) ¿Cuál es su utilidad? ¿Para qué puede servir comparar cariotipos de la misma especie? ¿Y de distinta especie? a. ¿Cuál es el número característico de cromosomas en la especie humana? b. ¿Cómo se determina el sexo en nuestra especie?
2) Indicá si las siguientes oraciones son verdaderas o falsas, justificando brevemente todas tus respuestas: Una cromátide contiene una secuencia de ADN idéntica a la de su cromátide hermana. 2. Una célula resultante de la división mitótica tiene la misma cantidad de ADN que la célula madre en G2. 1.
Una célula 2n=6 tiene 6 cromosomas, con una cromátide cada uno. 4. Los cromosomas homólogos son idénticos en cuanto a la forma y a la información que contienen. 5. La presencia o ausencia de cromátides hermanas determina si una célula es diploide o haploide. 6. Si después de formarse la cigota se inhibe la acción de la ADN polimerasa, el desarrollo del nuevo individuo se detendrá. 3.
3) Para cada célula observá el número y la forma de sus cromosomas e indicá su complemento cromosómico:
………..…
……..……
……..……
……..……
4) a. Para cada fase de la mitosis, indicá su nombre y el complemento cromosómico. b. En cada dibujo señalá, si fuera posible, un par de cromosomas homólogos y un par de cromátides hermanas.
2n=6, las células presentan en G1 una cantidad de ADN de 80 picogramos. En base a 5) En una especie cuya ploidía es 2n=6, estos datos completá el cuadro: Etapa del ciclo (célula somática)
Nº de cromosomas
Cantidad de ADN
Nº de cromátides por cromosoma
Nº de moléculas de ADN en la célula
G1 G2 Metafase En cada polo de telofase
6) a. Para cada fase de la meiosis, indicá su nombre y el complemento cromosómico.
b. En cada dibujo señalá, si fuera posible, n par de cromosomas homólogos y un par de cromátides hermanas o recombinantes.
7) Indicá los períodos del ciclo celular en el gráfico: Cantidad de ADN
Períodos del ciclo celular c ada una? 8) ¿Cuáles son las fuentes de variabilidad genética de la meiosis? ¿En qué fase ocurre cada
9)
Indicá si las siguientes oraciones orac iones son verdaderas o falsas, justificando brevemente todas tus respuestas: a. Una población de papas reproducidas sexualmente presenta mayor variabilidad g enética que una población de la misma especie reproducida asexualmente. b. En la primera división meiótica se generan dos células diploides.
c. La segregación de cromosomas homólogos que ocurre en anafase I genera variabilidad genética. d. Los cromosomas homólogos son idénticos en cuanto a la forma y a la información que contienen. e. La presencia o ausencia de cromátides hermanas determina si una célula es diploide o haploide.
10) Completá el cuadro teniendo en cuenta que se parte de una célula 2n=8, que en G1 posee 30 picogramos de ADN Cantidad de ADN
Número de cromosomas
Nº de moléculas de ADN en la célula
G1 G2 Metafase Migrando a cada polo en Anafase En una célula hija recién formada
11)
En una especie cuya ploidía es 2n=6, 2n=6, las células presentan en G1 una cantidad de ADN de 80 picogramos. En base a estos datos completá el cuadro: Etapa del ciclo (célula germinal)
Nº de cromosomas
Cantidad de ADN
Nº de cromátides por cromosoma
Nº de moléculas de ADN
G1 G2 Metafase I En cada polo de telofase I Metafase II En cada polo de telofase II
12) Completá el cuadro comparativo: MITOSIS Células en las que se pro produce duce (procariontes o eucariontes) ¿Genera variabilidad genética? Presencia de cromosomas homólogos Apareamiento de cromosomas homólogos Cantidad de ADN en cada célula hija respecto a la original Número de divisiones (una o dos) Tipo de división (ecuacional o reduccional) ¿Requiere de la duplicación previa del ADN?
MEIOSIS
13)
Completá el cuadro teniendo en cuenta que se parte de una célula 2n=46 y que en G2 posee 40 picogramos de ADN Cantidad de ADN
Número de cromosomas
Número de cromátides por cromosoma
G1 G2 Metafase I Migrando a cada polo en Anafase I Metafase II Migrando a cada polo en Anafase II En una célula hija recién formada
14) Confeccioná párrafos de aproximadamente 5 renglones, relacionando los conceptos: a. b. c. d. e.
cromátides hermanas – ADN polimerasa – mitosis cigota - mitosis - crecimiento variabilidad genética - meiosis - fecundación cromátides hermanas - cromosomas homólogos - ploidía cromátides hermanas - cromátides recombinantes - profase I
15) Para cada célula, indicá el tipo de división que está ocurriendo, la fase en la que se encuentra y su complemento cromosómico:
Genética, Leyes de Mendel Guía de estudio 1. Averiguá el significado de los siguientes conceptos: alelo – alelo dominante – alelo recesivo – homocigota – heterocigota. 2. Luego de leer un texto sobre las leyes de Mendel, escribí con tus t us palabras en qué consistieron sus experimentos. 3. ¿Qué postula la llamada Primera Ley de Mendel? 4. ¿Qué postula la llamada Segunda Ley de Mendel?
Actividades 1) En las ratas de laboratorio el color de pelo negro domina sobre el blanco. En un laboratorio se tienen una rata macho de pelo negro y una rata hembra de pelo blanco. Se realiza el cariotipo de una célula somática de cada uno de ellos y se localizan los lugares donde se encuentra la información para dicho carácter. Como convención usaremos “N” para representar la variante “pelo negro” y “n” para representar la variante “pelo blanco”. Se
obtiene lo siguiente: Cariotipo del macho:
Cariotipo de la hembra:
NNNNnnnn a. ¿Cuál es la ploidía de esta especie? b. Dibujá el cariotipo de una gameta del del macho y el cariotipo de una gameta de de la hembra. c. Supongamos que una gameta cualquiera del del macho fecunda a una gameta cualquiera cualquiera de la hembra. Dibujá el cariotipo de la cigota resultante. d. ¿Cómo será el cariotipo de cualquiera de las células somáticas de los descendientes de esta pareja? ¿Por qué? e. ¿Qué color de pelo pelo tendrán los descendientes? descendientes? ¿Por qué? qué? 2) Problemas de genética. Primera ley de Mendel. Resolvé los siguientes problemas de genética. No olvides justificar todas las respuestas con las explicaciones y/o los cruzamientos necesarios. 1. En 1. En los ogros el color de piel verde domina sobre el color de piel azul. a. Completá el cuadro: gen estudiado
alelos
letra
b. Indicá todos los genotipos posibles para un ogro azul y para un ogro verde. c. ¿Puede una pareja de ogros azules tener un ogrito de piel verde? d. ¿Cómo deben ser genotípicamente Shrek y Fiona (que son verdes) para poder tener un ogrito de piel azul? 2. El 2. El factor Rh presenta dos alelos: Rh+ domina sobre Rh –. a. Completá el cuadro:
gen estudiado
alelos
letras
b. Paula es heterocigota para el factor Rh, y Martín es homocigota dominante para este mismo gen. ¿Cuál es la probabilidad de que esta pareja tenga un hijo de factor Rh –? c. Ana tiene sangre factor Rh+ y Juan tiene sangre factor Rh – ¿Cuál es la probabilidad de que esta pareja tenga un hijo de factor Rh+? Si corresponde, planteá todos los casos posibles. 3. Una 3. Una mujer Rh+ tiene un hijo Rh –. a. ¿Cuáles son sus genotipos? b. Indicá los posibles genotipos genotipos del padre. c. ¿Podría esa mujer tener hijos Rh+? Justificá tu respuesta. 4. El 4. El albinismo es una enfermedad genética recesiva. Dos personas no albinas (A_) tienen un hijo albino (aa). En base a esta información: a. ¿Cuál es la probabilidad de que su segundo hijo manifieste ese rasgo? b. Dibujá una célula somática de uno de los padres, indicando cromosomas homólogos y alelos (suponer 2n=4) 5. Tres 5. Tres hermanos presentan los siguientes fenotipos y genotipos: uno tiene el lóbulo de la oreja separado, y es heterocigota; otro tiene el lóbulo de la oreja separado, y es homocigota, y el tercero tiene el lóbulo de la oreja unido. a. ¿Cuál es el alelo dominante? b. ¿Cuál es el genotipo y el fenotipo de los padres? 6. En 6. En las ratas de laboratorio el carácter cola larga domina sobre el carácter cola corta. Si tenés una rata de cola larga ¿Cómo harías para averiguar su genotipo? Un ratón A de pelo blanco se cruza con una ratona de pelo negro y toda la descendencia es de pelo blanco. Otro ratón B de pelo blanco se cruza con la misma ratona y en la descendencia se observan ratoncitos de pelo blanco y de pelo negro. Sabiendo que uno solo de los dos ratones es heterocigota a. ¿Cuál es el alelo dominante? b. ¿Cuál de los dos ratones es el heterocigota? c. Dibujá el cariotipo de una célula somática del ratón heterocigota, indicando cromosomas homólogos, cromátides hermanas y alelos (suponer 2n=4). 7.
8. La 8. La ptosis es una enfermedad que consiste en la imposibilidad de abrir los párpados totalmente, y se debe a la presencia de un alelo dominante. Un óvulo ó vulo de una mujer enferma es fecundado por un espermatozoide de un hombre fenotípicamente normal, originando un bebé normal. a. Indicá el genotipo y el fenotipo de los tres integrantes de la familia. b. ¿Cuál es la probabilidad de esta pareja de tener hijos enfermos de ptosis? 9. En 9. En las langostas, el color de ojos rojo domina sobre el color de ojos blanco. Se cruza una langosta macho de ojos blancos con una hembra de ojos rojos y se obtienen 303 langostas de ojos blancos y 298 de ojos rojos. a. Indicá el genotipo y el fenotipo de los padres y de la descendencia. b. Dibujá las posibles gametas de la hembra indicando cromosomas homólogos y alelos (suponiendo 2n=8) 10. Una 10. Una mujer de grupo sanguíneo A tiene un hijo de grupo B. Indicá todos los genotipos posibles de la mamá, el bebé y el papá. 11. Un 11. Un hombre de grupo sanguíneo A y una mujer de grupo AB tienen un hijo de grupo B ¿Cuál es la probabilidad de que su próximo hijo sea de grupo A?
12. Indicá 12. Indicá la respuesta correcta: ¿Qué grupos sanguíneos pueden heredar los hijos de un hombre de grupo B y una mujer de grupo A, ambos homocigotas? a) A o B solamente b) A, B, AB o 0 c) A, B o 0 d) AB solamente 3) Problemas de genética. Segunda ley de Mendel. Resolvé los siguientes problemas de genética. En todos los casos suponemos que los dos genes estudiados no están ligados (es decir, no se encuentran en el mismo par de homólogos). No olvides justificar todas las respuestas con las explicaciones y/o los cruzamientos necesarios. 1. En 1. En la especie humana los colores oscuros dominan sobre los colores claros. Una mujer morocha y de ojos negros y un hombre rubio y de ojos celestes tienen dos hijos: uno morocho y de ojos celestes y otro rubio y de ojos negros. Con estos datos: a. Completá los cuadros: gen estudiado 1
alelos
letras
gen estudiado 2
alelos
letras
b. Indicá los genotipos de los cuatro integrantes i ntegrantes de la familia c. ¿Cuál es la probabilidad de que un tercer hijo sea morocho y de ojos negros? d. Dibujá una célula del hombre en anafase I, indicando cromosomas homólogos, cr omátides hermanas o recombinantes y alelos (suponer 2n=6). e. Dibujá una célula de la mujer en anafase II, indicando cromosomas homólogos, cromátides hermanas o recombinantes y alelos (suponer 2n=6). 2. En 2. En una especie de aves, el pico recto domina sobre el pico curvo, y el color gris de las plumas domina sobre el marrón. Un ave macho heterocigota para ambos genes se cruza con una hembra de pico recto y plumas marrones. Algunos de sus pichones tienen pico curvo. Con estos datos: a. Completá los cuadros: gen estudiado 1
alelos
letras
gen estudiado 2
alelos
letras
b. De acuerdo a estos datos ¿cuál es la probabilidad de que tengan pichones de pico recto y plumas grises? c. Suponiendo 2n=4, dibujá: i) una célula somática del macho en metafase y ii) una célula sexual de la hembra en anafase I. En ambos dibujos señalá un par de cromosomas homólogos, un par de cromátides hermanas o recombinantes y los alelos para cada gen.
3. ¿Cuántas 3. ¿Cuántas gametas diferentes puede formar... a. ...una persona que presenta un genotipo heterocigota para dos genes (AaBb). b. ...una persona que presenta un genotipo heterocigota para el color de pelo y homocigota recesivo para el factor Rh? c. ...una persona que presenta un genotipo homocigota para dos caracteres? 4. La 4. La fibrosis quística es una enfermedad genética recesiva, que afecta principalmente a los pulmones. Pablo y Daniela, que son sanos, tienen un hijo, Martín, que padece fibrosis quística. Además Pablo es morocho, mientras que Daniela y Martín son rubios. En base a estos datos: a. Indicá el genotipo de los tres integrantes de la familia. b. ¿Cuál es la probabilidad de que Pablo y Daniela tengan un hijo heterocigota para ambas características? c. Dibujá una célula germinal de Daniela en metafase II, indicando claramente un par de cromosomas homólogos, un par de cromátides hermanas o recombinantes y los alelos para el gen estudiado. Considerá 2n=6. 5. Marcos 5. Marcos tiene ojos oscuros y padece fenilcetonuria (enfermedad recesiva). Marcela, de ojos claros, es sanita. Pepe, el hijo de ambos, es de ojos claros y fenilcetonúrico. a. Indicá el genotipo y el fenotipo de los tres integrantes de la familia b. ¿Cuál es la probabilidad de que un hermanito de Pepe sea fenilcetonúrico y de ojos claros? c. Dibujá una célula de Marcos en metafase, otra en metafase I y otra en metafase II, indicando cromosomas cr omosomas homólogos, cromátides hermanas o recombinantes y alelos (suponé 2n=4). 6. Una 6. Una mujer de grupo 0 y factor Rh – tuvo un hijo de sangre B Rh+. a. ¿Cuáles son sus genotipos? b. Indicá todos los genotipos posibles del papá. 7. Una 7. Una mujer cuyo fenotipo es B, Rh+ da a luz un bebé de fenotipo A, Rh –. a. Indicá todos los genotipos posibles de la mamá y del hijo. b. ¿Qué genotipos podría tener un hombre que seguro no es el papá de ese bebé? Indicá por lo menos tres de esos genotipos. c. Si un hombre dice ser el padre, ¿qué genotipos podría tener? ¿Alcanza con que tenga alguno de estos genotipos para estar seguros de que es el papá? 8. En 8. En una especie de zorros el color marrón domina sobre el gris. Por otro lado, algunos tienen orejas redondeadas y otros tienen orejas punteagudas. Una zorra gris y de orejas redondeadas tiene dos zorritos también grises, uno de orejas redondeadas y uno de orejas punteagudas. Además se sabe que el papá zorro es marrón y tiene orejas redondeadas. a. Indicá los genotipos de todos los integrantes de la familia. b. Considerando que la especie estudiada presenta una ploidía de 2n=8, completá el siguiente cuadro: Etapa del N° de N° de cromátides ciclo celular cromosomas por cromosoma G1 (interfase)
Cantidad de ADN 100
Metafase I En cada polo de telofase I
4
9. En 9. En una especie de delfín, el carácter aleta dorsal recta domina sobre aleta dorsal curva y el carácter pigmentación
uniforme domina sobre el de pigmentación manchada. ma nchada. R: aleta recta D: pigmentación uniforme r: aleta curva d: pigmentación manchada Un delfín de aleta dorsal curva y pigmentación uniforme se cruza con una hembra de aleta dorsal recta y pigmentación manchada. Tienen dos delfines de aleta dorsal recta y pigmentación manchada a. ¿Cuál es el genotipo de los padres? b. ¿Puede haber descendientes con distintos fenotipos a los señalados? Si respondiste afirmativamente, indicá como podrían ser esos individuos genotípicamente y fenotípicamente. 10. Al 10. Al cruzar dos ratones sanos y de color blanco (homocigotas recesivos para el color) se obtienen 9 crías sanas y 3 enfermas, todas blancas. a. ¿La enfermedad es una característica dominante o recesiva? b. Indicá las proporciones genotípicas de la descendencia. c. ¿Las proporciones genotípicas y fenotípicas son iguales? d. Suponiendo un complemento cromosómico 2n=4, dibujá una célula germinal de la hembra en anafase I y una célula del pulmón del macho en metafase. En ambos esquemas señalá un par de cromosomas cr omosomas homólogos, un par de cromátides (aclarando si son hermanas o recombinantes) y los alelos estudiados.
Transcripción y traducción. Código genético. Mutaciones. Guía de estudio 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14.
Repasá la estructura del ARN A RN y del ADN. ¿En qué se parecen y en qué se diferencian? Confeccioná un cuadro comparativo entre ellos, eligiendo vos al menos m enos cuatro criterios. ¿A qué llamamos gen? ¿Qué tipo de información contienen la mayoría de los genes? Mencioná los tres tipos de ARN que participan en la síntesis de proteínas. ¿Mediante qué proceso se sintetizan las moléculas de ARN? A RN? ¿Cuáles son los sustratos de dicho proceso? ¿Qué rol cumple el ADN en ese proceso? ¿Mediante qué proceso se sintetizan las proteínas? ¿Cuáles son los sustratos de dicho proceso? ¿Qué rol cumplen los distintos tipos de ARN en ese proceso? ¿Qué es el código genético? ¿Qué significa que es universal? ¿Qué significa que es degenerado? ¿A qué se llama mutación? ¿En qué molécula ocurren? ¿A qué se llama mutación puntual? ¿Durante qué proceso pueden ocurrir este tipo de mutaciones?
Actividades 1) Para 1) Para cada par de términos, redactá una oración en la que queden relacionados funcionalmente: a. gen – ADN d. cromosoma – ADN b. gen – ARN e. herencia – ADN c. gen – proteína f. ADN – mutaciones 2) a. A a. A partir del siguiente fragmento de ADN ¿cuál será la secuencia de nucleótidos del ARN que se obtiene por transcripción? Cadena molde: C A G G T A C G C A T T T T A C G A C C G A C G A A C T T A Cadena codificante: G T C C A T G C G T A A A A T G C T G G C T G C T T G A A T ARN: …………...…………………………………………………………………………………
b. Dado el siguiente fragmento de ARN, ¿cuál es la secuencia de nucleótidos del ADN del cual se transcribió? ARN: A U G G U U C G A C C C A G U U U U A G C C C G C Cadena molde: ………...……………………………………………………………………... Cadena codificante: ………………………………....…………………………………………….. 3) Realizá 3) Realizá un cuadro comparativo entre los dos procesos en cuanto a los siguientes ítems: - Sustratos - Productos - Tipo de proceso según la materia - Tipo de proceso según la energía - Molécula con función de molde - Enzima principal - Localización en procariontes - Localización en eucariontes 4) Indicá 4) Indicá si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, justificando brevemente: a. El código genético contiene la información para la síntesis de las proteínas. b. Dada una secuencia de nucleótidos, el código có digo genético nos permite saber a qué secuencia de aminoácidos corresponde. c. Dada una secuencia de aminoácidos, el código có digo genético nos permite saber a qué secuencia de nucleótidos corresponde. d. Si a una levadura se le insertara el ARNm de una proteína humana, la levadura produciría dicha proteína.
5)
Suponiendo que las dos moléculas de ARN del ejercicio 2) corresponden 2) corresponden a ARN mensajero ¿cuáles serán las secuencias de aminoácidos que se obtendrán al traducirlas?
6)
Estos cinco tubos de ensayo contienen biomoléculas en un medio acuoso en condiciones adecuadas. Para cada uno, indicá si será o no posible sintetizar insulina humana, justificando tu elección: Tubo
Contiene
1
ARNm de insulina humana, ATP, ARNt, ribosomas, enzimas
2
ARNm de insulina humana, aminoácidos, ATP, ARNt, ribosomas, enzimas
3
ARNm de insulina humana, aminoácidos, ATP, ARNt, ribosomas de rata, enzimas
4
ARNm de insulina de cerdo, aminoácidos, ATP, ARNt, ribosomas de rata, enzimas
5
ARNm de insulina humana, aminoácidos, ATP, ARNt de perro, ribosomas de perro, enzimas
7) En cierta especie de plantas, las flores son rojas o blancas. El color rojo se debe a un pigmento rojo que se encuentra en las células de las flores. Se observa que el alelo para el color rojo ( R) domina sobre el alelo para el color blanco (r ( r). Mediante estudios bioquímicos se determinó que el pigmento rojo es el producto de una reacción catalizada por la enzima pigmentosintetasa, que puede representarse de la siguiente manera: pigmentosintetasa molécula precursora
pigmento rojo
A su vez, se logró identificar y secuenciar el gen que codifica para la enzima pigmentosintetasa, ubicado en el par de
homólogos nº3. En los individuos homocigota dominantes (RR ( RR)) esta secuencia se encuentra en ambos miembros del par. TTATGCGACTTGAGGCAGCACCCTTGTGAGGTA Atención: para representar un gen se escribe la secuencia de bases de una sola de las cadenas del ADN, ya que no es necesario, conocida la complementariedad entre bases, escribir la secuencia de ambas. En este caso transcribimos la cadena codificante. 1. ¿Cuál es la característica característica estudiada? ¿Cuáles ¿Cuáles son sus variantes? 2. Suponiendo que la especie es 2n=6, 2n=6, representá un cariotipo de una célula somática somática de un individuo heterocigota para esta característica (recordá que el gen se encuentra en el par de homólogos nº3). 3. Explicá brevemente cuál es la relación entre el fenotipo “color rojo” de las flores y la secuencia de ADN presentada. Por otro lado, en los individuos homocigota recesivos (rr ( rr)) no se encuentra la enzima pigmentosintetasa. En los cromosomas del par nº3 de estas plantas, la secuencia hallada en el mismo locus es la siguiente: TTATGCGACTTTAGGCAGTACCCATGTGAGGTA 4. Compará esta secuencia con la anterior ¿En qué se diferencian? 5. ¿Cómo explicarías la relación entre el fenotipo “color blanco” de las flores y esta nueva secuencia? 6. Reformulando la pregunta pregunta 1.: 1.: ¿Cuál es el gen que se corresponde con la característica estudiada? ¿Cuáles son los alelos de dicho gen? 7. ¿Cómo explicarías el hecho de que los individuos heterocigotas heterocigotas (Rr (Rr)) presentan flores rojas? 8. Para cada una de las dos secuencias presentadas, presentadas, escribí la secuencia correspondiente correspondiente a la cadena molde. 9. Para cada una, hacé la transcripción, es decir, escribí la la secuencia de nucleótidos del ARN mensajero mensajero correspondiente. 10. Para cada una, hacé la traducción, es decir, escribí la secuencia de aminoácidos de la proteína correspondiente. 11. Analizá los resultados obtenidos y volvé a responder la pregunta 5. 8) La siguiente secuencia de nucleótidos corresponde a la cadena molde de un fragmento de ADN. Suponé que se trata de un gen que codifica para una proteína. TAGCCTAC GTATCAT CTCCCGG GTAC AAAATCAC 1. a. 1. a. ¿Cuál es la secuencia de la cadena codificante? Escribila. b. ¿Cuál es el resultado de la transcripción? Escribí la secuencia correspondiente e indicá qué tipo de molécula es. b. ¿Cuál es el resultado de la traducción? Escribí la secuencia correspondiente e indicá qué tipo de molécula es. 2. Si 2. Si se produce una sustitución (cambio) del nucleótido de la posición 19 (cuya base nitrogenada es citosina) por un nucleótido de timina, a. ¿cuál será la consecuencia en la traducción? b. ¿la proteína obtenida tendrá la misma estructura espacial y función? ¿Por qué? 3. ¿Puede 3. ¿Puede ocurrir que una sustitución de un nucleótido por otro no altere la secuencia de aminoácidos de la proteína? ¿Por qué? Explicá con un ejemplo. 4. Dadas 4. Dadas las siguientes mutaciones puntuales ¿cuál será la consecuencia en la traducción para cada una de ellas? a. Sustitución del nucleótido de la posición 15 (timina) por adenina. adenina. b. Sustitución del nucleótido de la posición 8 (citosina) (citosina) por guanina. c. Inserción (agregado) de un nucleótido de adenina entre entre las posiciones 22 y 23. d. Deleción (pérdida) del nucleótido de guanina de la posición 9. 5. Considerando 5. Considerando los ejemplos de los puntos 2, 3 y 4, explicá:
a. ¿Cuáles son las mutaciones llamadas “silenciosas”? ¿Con qué característica del código genético se relacionan dichas mutaciones? b. ¿Qué tipo de mutaciones producen un “co rrimiento del marco de lectura”? 9) Indicá si las siguientes oraciones son verdaderas o falsas. Justificá tu elección en no más de cinco renglones. 1. Durante el proceso de traducción se forman enlaces fuertes. 2. El proceso de transcripción es anabólico. 3. El resultado de la transcripción es la secuencia de aminoácidos que forma una proteína. 4. Los ARN de transferencia son sustratos en el proceso de traducción. 5. Los sustratos de la transcripción son los ribonucleótidos trifosfatados. 7. Una mutación puntual siempre provoca el corrimiento del marco de lectura durante la traducción. 8. Un error en la actividad de la ADN polimerasa puede llevar al surgimiento de un nuevo alelo. 9. Una mutación en una célula de la piel podrá heredarse a la descendencia. 10. No todas las mutaciones pueden heredarse. 10) ¿Qué 10) ¿Qué pasará si la ARN polimerasa comete un error cambiando un ribonucleótido durante la transcripción? Justificá tu respuesta.
CÓDIGO GENÉTICO 1era posici ón
U
C
A
G
3ra posición
2da posición posición
U UUU fen UUC fen UUA leu UUG leu CUU leu CUC leu CUA leu CUG leu AUU ile AUC ile AUA ile AUG met GUU val GUC val GUA val GUG val
C UCU ser UCC ser UCA ser UCG ser CCU pro CCC pro CCA pro CCG pro ACU tre ACC tre ACA tre ACG tre GCU ala GCC ala GCA ala GCG ala
A UAU tir UAC tir
G UGU cis UGC cis
UAA stop
UGA stop
UAG stop
UGG trp CGU arg CGC arg CGA arg CGG arg AGU ser AGC ser AGA arg AGG arg GGU gli GGC gli GGA gli GGG gli
CAU his CAC his CAA gln CAG gln AAU asn AAC asn AAA lis AAG lis GAU asp GAC asp GAA glu GAG glu
U C A G U C A G U C A G U C A G
Fenotipo, genes y ambiente 1) El fenotipo de un individuo es en parte la expresión de sus genes. ¿Qué otro factor lo determina? 2) Mencioná: a. dos ejemplos en los que el fenotipo es simplemente la expresión del genotipo. b. dos ejemplos en los que el ambiente también interviene.
c. un ejemplo de una característica del fenotipo que se deba únicamente al ambiente. d. un ejemplo de una característica del fenotipo de la cual no se sepa con certeza cuál es la participación del genotipo.
Evolución 1. El caso de la Old Order Amish Entre las personas pertenecientes a la Old Order Amish (Antigua Orden de los Amish), que viven en Lancaster, Pensylvannia, hay una frecuencia sin precedentes de un alelo recesivo. Este alelo en estado homocigótico causa una combinación de enanismo y polidactilia (dedos supernumerarios). La colonia de Amish se ha mantenido virtualmente aislada del resto del mundo desde que fue fundada en 1770. Desde entonces se registraron más de 60 casos de esta malformación congénita rara; casi tantos como en todo el resto de la población mundial. Se calcula que aproximadamente el 13% de los miembros de este grupo –formado por unas 17.000 personas- son portadores de este alelo. Todos los integrantes de la colonia, descienden de unos pocos individuos. Por azar, uno de ellos debió haber sido portador de este raro alelo. Cuestionario a. ¿El texto trata de un ejemplo referido a una especie o a una población? De acuerdo a esto, decidan si se trata de un ejemplo de micro o de macroevolución. b. ¿Cuáles son las condiciones que se presentan en este caso que permiten explicar la altísima frecuencia de este alelo raro entre los Amish? c. ¿Qué agente de cambio evolutivo consideran que está actuando? Justifiquen su respuesta. 2. Alteraciones numéricas y poliploidía Las alteraciones numéricas son mutaciones que, como su nombre indica, alteran el número total de cromosomas típico de la especie. Se originan frecuentemente por fallas durante la meiosis: la no-disyunción (no segregación de homólogos) produce gametas con uno o varios cromosomas de más (por ejemplo, la trisomía del par 21 -que causa el síndrome de Down- se produce cuando una gameta n=23 se fusiona con una gameta con 24 cromosomas). La poliploidía puede ser resultado de la no-disyunción durante la meiosis. Cuando ocurre este fenómeno, todo el complemento cromosómico queda, por ejemplo, duplicado (células 4n, o tetraploides), de modo que de cada cromosoma habrá cuatro homólogos en la misma célula. También puede “repetirse” el genoma más de dos veces.
Los individuos poliploides no pueden reproducirse y dejar descendencia fértil con organismos diploides: pueden reproducirse entre sí, pero no con sus ancestros inmediatos. Aquí se presentan algunos ejemplos: - Papa (Solanum tuberosum) 4n=48 Café (Coffea arabica) 2n=22, 4n=44, 6n=66 Banana (Musa sapientum) 2n=22, 3n=33 Maní (Arachis hypogaea) 4n=40 Batata (Ipomoea batata) 6n=90 Cuestionario a. En una especie 2n=4, un individuo sufre no-disyunción en un solo par de homólogos; dibujen las gametas g ametas que puede originar, señalando claramente los cromosomas homólogos. b. Si en una población de frutillas (Fragaria grandiflora, 2n=14), un pequeño grupo de plantas pasaran a tener 56 cromosomas, ¿qué grado de ploidía tendrían? Expliquen brevemente qué pudo haber ocurrido (pueden hacer esquemas o explicarlo “con palabras”).
c. ¿Cuáles son las fuentes de variabilidad genética que actúan en dicha población? d. ¿Qué agente de cambio evolutivo podría ponerse en marcha ante esta situación? ¿Por qué? e. Este caso ¿ilustra un mecanismo microevolutivo m icroevolutivo o macroevolutivo? ¿Por qué? 3. Los pinzones de Darwin En el archipiélago de las Galápagos, visitado por Charles Darwin durante su viaje a bordo del Beagle, habitan numerosas especies de animales y plantas que no han sido encontradas en otros lugares del planeta. Un ejemplo es el de unos pequeños pájaros llamados genéricamente pinzones. Constituyen unas 13 especies que se parecen mucho entre sí,
aunque presentan notables diferencias en la forma de sus picos. En cada isla habitan determinados grupos de pinzones, es decir, no todas las variedades de pinzones habitan en todas las islas. Por otra parte, en el continente, frente al archipiélago, se encuentra una única especie de pinzón, parecida también a las que habitan en las islas. De entre lo muchísimos casos que Darwin estudió y que le permitieron postular su famosa teoría, el de los pinzones es uno de los más bellos y claros. Cuestionario ac uerdo a esto, decidan si se a. Las distintas poblaciones de pinzones ¿pertenecen a la misma o a distintas especies? De acuerdo trata de un ejemplo de micro o de macroevolución. b. ¿Con qué característica del hábitat de los pinzones se relaciona la forma del pico? De acuerdo a su respuesta, ¿por qué en cada isla habitan diferentes grupos de pinzones? otr a especie de pinzón en el continente? c. ¿Cómo explican la presencia de otra d. ¿Qué agente de cambio evolutivo actúa en este ejemplo? Justifiquen la respuesta explicando cómo pudo haber sido la evolución de los pinzones. e. ¿Qué se podría hacer para comprobar que las 13 variedades de pinzones corresponden a 13 especies diferentes? 4. En 4. En una plantación afectada por un parásito, se realizó una fumigación con DDT, con lo cual se logró la desaparición de dicho parásito. Sin embargo, al poco tiempo se detectó que las plantas estaban nuevamente infectadas por el mismo parásito. Explicá este hecho teniendo en cuenta los siguientes conceptos: selección natural, reproducción diferencial, mutaciones y azar. 5. Hace 5. Hace tiempo la pediculosis (infección ( infección de piojos) no era frecuente en las escuelas porque esos parásitos eran mantenidos a raya con peine fino y piojicidas. Sin embargo, actualmente gran cantidad de chicos y chicas tienen piojos. ¿Cómo se explica que los piojicidas que hace años eran efectivos ahora no lo sean? Para desarrollar tu explicación elegí algunos de los siguientes términos: adaptación al ambiente, mayor capacidad reproductiva, variabilidad genética, herencia.
Más actividades 1) Indicá si las siguientes oraciones son verdaderas o falsas. Justificá tu elección en no más de cinco renglones.
a. b. c. d. e.
La enzima ADN polimerasa forma uniones covalentes. La cantidad de ADN que hay en una célula en G2 es el doble de la que hay en cada polo de telofase. La división mitótica puede ser un mecanismo de reproducción asexual en organismos eucariontes. La meiosis I es redaccional porque las dos células resultantes tienen la mitad de ADN que tenía la célula madre. Tanto las células procariontes como las eucariontes duplican su ADN en el período S, que es previo a la división celular. f. Observando el cariotipo de una célula es posible determinar qué genes constituyen su genoma. g. Una gameta que tiene 5 cromosomas y una cantidad de ADN de 30 unidades, provino de una célula madre que en G2 tenía 10 cromosomas y 60 unidades de ADN. h. La fecundación es una fuente de variabilidad genética. i. El código genético establece una relación entre dos lenguajes diferentes. j. Conociendo la secuencia de aminoácidos de una u na proteína es posible saber la secuencia de nucleótidos del ARN mensajero a partir del cual se obtuvo dicha proteína. k. Todas las características del fenotipo de un individuo son el resultado de la interacción de su genotipo con el ambiente. 2) Los lemures de cola anillada son una especie de primates. Se sabe que el color de sus ojos está codificado en un gen
con dos variantes: el color miel domina sobre el color negro. Por otro lado, los mechones que recubren sus orejas pueden ser largos (dominante) o cortos (recesivo). Una hembra, homocigota recesiva para ambas características, tiene, tras sucesivos apareamientos con un mismo macho, cuatro descendientes todos fenotípicamente diferentes entre sí. a. Indicá los genotipos y fenotipos de los padres y de las crías. b. ¿Cuál es la probabilidad de que nazca otro hijo de ojos color negro y mechones largos? c. Suponiendo que los lemures tienen en sus células c élulas somáticas 4 cromosomas, y que en G 1 contienen 40 unidades arbitrarias de ADN, completá la tabla:
Etapa del ciclo celular
No de cromosomas
No de cromátides en la célula
Cantidad de ADN
G2 (interfase)
Metafase mitótica
En cada polo de telofase II
3) Daniel es de grupo sanguíneo AB y Carla es de grupo 0. Ambos son alérgicos a la penicilina (un antibiótico). Daniel y
Carla tienen su primer hijo. Sabiendo que los cuatro abuelos del bebé toleran bien el antibiótico: a. Determiná cuál de los dos alelos relacionados con la penicilina es el dominante. Explicá tu deducción. b. Indicá las proporciones fenotípicas y genotípicas esperadas para este niño. c. Considerando un complemento cromosómico 2n=6, dibujá una célula de la madre en metafase II y una célula del padre en anafase. Señalá en cada esquema un par de cromátides (aclarando si son hermanas o recombinantes), los alelos estudiados y, si es posible, un par de cromosomas homólgos. 4) Dada la siguiente lista de elementos, indicá para cada uno y según corresponda, cuál es su rol en la transcripción y/o cuál es su rol en la traducción: ARN polimerasa – aminoácidos – ARN de transferencia – ribonucleótidos trifosfatados – ribosomas – ADN. 5) En una especie de ratones se descubrió una enfermedad hereditaria, debida a una alteración en un gen.
Las secuencias correspondientes a las cadenas molde son: Alelo “ratón sano”:
AGGTACAAAGGCCTTGCACAGCTTTTACT
Alelo “ratón enfermo”:
AGGTACAAAGGCCTTGCACTGCTTTTACT
a. Indicá cuáles son los productos de la transcripción y de la traducció n de cada alelo (mencioná el nombre de la molécula resultante y la secuencia de bases correspondiente). b. Explicá brevemente cómo pudo haberse originado el alelo que codifica para la enfermedad (no olvides mencionar la fuente de variabilidad involucrada). 6) Las personas que padecen fenilcetonuria son homocigotas recesivas para una mutación en el gen que codifica para
una enzima. Cuando se analiza la l a enzima de las personas enfermas se observa que ésta se diferencia de la enzima normal en un sólo aminoácido. Las siguientes frases se refieren a las personas enfermas y dan posibles explicaciones del fenómeno descrito. Indicá cuál o cuáles de ellas pueden ser correctas y cuál o cuáles no lo son, justificando todas tus respuestas: a. El gen de la enzima no está alterado pero la estructura terciaria de la misma es diferente a la proteína normal. b. El gen mutado difiere del normal en que le sobra un nucleótido. c. Es imposible que en las células c élulas de una persona estén simultáneamente ambos tipos de proteínas. 7) En las plantas de durazno, el alelo que lleva información para la piel lisa del fruto domina sobre la piel con
vellosidades y el alelo para pulpa amarilla domina sobre pulpa blanca. El color amarillo de los frutos se debe a la presencia de un pigmento que es fabricado por la enzima amarillasa. Una planta de frutos vellosos y pulpa amarilla ha sido fecundada por el polen de otra planta de pulpa blanca. Se obtuvieron 100 plantas hijas: 25 tienen frutos lisos y pulpa blanca, 25 frutos lisos y pulpa amarilla, 25 frutos vellosos y amarillos y 25 frutos vellosos y de pulpa blanca. a) En base a estos datos indicá el genotipo de todos los individuos mencionados. b) Los duraznos vellosos y amarillos amar illos son de mejor comercialización. ¿Qué progenitores elegirías para obtener mayor cantidad de plantas con este fenotipo?
c) Dibujá una célula en anafase II de la planta padre, señalando un par de cromosomas homólogos, un par de cromátides hermanas y los alelos estudiados. Suponé que las células de esta especie son 2n=4. 2n=4 . d) ¿En qué células de la planta de durazno se encuentra la información genética para fabricar la enzima amarillasa? Justifcá tu respuesta. 8) La enzima amarillasa del problema anterior produce el pigmento amarillo mediante la siguiente reacción:
amarillasa molécula A + Mg (magnesio) pigmento amarillo El gen de la enzima amarillasa posee 2 alelos. Cuando uno de ellos se expresa, se sintetiza la enzima amarillasa, mientras que a partir del otro alelo se produce una proteína con más aminoácidos (más larga) que no cumple ninguna función. a. De acuerdo a los dados ¿cuál es el alelo dominante? b. ¿Cuál es el color de la pulpa del durazno en una planta heterocigota para esta característica? c. Si una planta homocigota dominante crece en un ambiente donde no hay magnesio ¿Cuál será el color los frutos? d. ¿Qué tipo de mutación pudo haber originado el segundo alelo? Justificá tu respuesta. 9) Con cada conjunto de términos, redactá un párrafo de no más de 8 renglones:
a. b. c. d. e. f.
célula diploide – duplicación del ADN – cromátides hermanas cigota – meiosis – gameta – duplicación del ADN reproducción asexual – cromátides hermanas – variabilidad genética reproducción sexual – entrecruzamiento (crossing-over) – variabilidad genética. mutación – alelo – reproducción asexual – población de levaduras. población de gorriones de Buenos Aires – variabilidad genética – reservorio génico – selección natural.
