Modulo Grado 9.docx

TEMATICA

GRADO 9°

PRIMER CAPÍTULO: SOLUCIONES  Acido y bases  Movimiento: Movimiento rectilíneo uniforme, movimiento acelerado, movimiento parabólico, movimiento curvilíneo. SEGUNDO CAPITULO: GENÉTICA Y HERENCIA       

Leyes de la Herencia. Caracteres hereditarios Alteraciones Riesgos e implicaciones éticas de la Ingeniería genética Proyecto el genoma humano. Concejo genético y diagnóstico prenatal Bioelemento y biomoléculas.

TERCER CAPÍTULO: CLASIFICACIÓN DE LOS SERES VIVOS.  Nomenclatura taxonómica. CUARTO CAPÍTULO: ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LOS SERES VIVOS.    

Desarrollo del pensamiento evolutivo Historia de la teoría de la evolución Genética de poblaciones Especiación

QUINTO CAPÍTULO: EL SUELO  Desarrollo sostenible  Elaboración de patios productivos

SOLUCIONES

solución (cuando esta esta expresada en g/ml). La densidad es = masa/volumen.

Las soluciones son mezclas homogéneas. Estas constan de dos o más componentes en una única fase, por ejemplo, agua con sal de cocina, o azúcar en agua.

Por ejemplo, si tenemos una solución de =1,2 g/ml y

Para estudiar o trabajar con soluciones debemos conocer las cantidades relativas de los diferentes componentes que forman dicha mezcla. Para ello hay diferentes formas de expresar lo que se conoce como “la concentración de los componentes de una solución”.

La concentración se puede expresar en dos formas diferentes: 



usando cantidades físicas: porcentaje masa en masa (% m/m), porcentaje masa en volumen (% m/v), partes por millón p.p.m. usando cantidades químicas: molaridad.

CONCENTRACIONES FISICAS.

BASADAS

EN

CANTIDADES

Usando cantidades físicas: Las cantidades físicas que comúnmente se usan son masa y volumen. p.p.m. (partes por millón): Son los miligramos de soluto que hay disueltos en 1 litro (1000 ml) de solución % m/m (porcentaje masa en masa): Son los gramos de soluto que hay disueltos en 100 gramos de solución. También se lo conoce como % p/p (porcentaje peso en peso) % m/v (porcentaje masa en volumen): Son los gramos de soluto que hay disueltos en 100 ml de solución. Las últimas dos formas de expresar la concentración están relacionadas por medio de la densidad de la

esta tiene una concentración del 15 % m/m, ¿Cuál es su concentración en % m/v? Mediante la ecuación:

% m/m x  = % m/v

% m/m x = % m/v 15 x 1,2 = 18 Entonces la misma solución tiene una concentración 18 % m/v Esto significa que la solución tiene 15 gramos de soluto por cada 100 gramos de solución (%m/m) y otra forma de expresarlo es decir que tiene 18 gramos de soluto por cada 100 ml de solución (%m/v). EJEMPLOS: 1. ¿Cuánto cloruro de sodio debemos pesar para preparar 450 g de una solución 14,5 % m/m? Respuesta: por cada 100 g de solución debemos pesar 14,5 g de NaCl. 100 g-----------14,5 g 450 g-----------65,25 g Debemos pesar 65,25 g de NaCl y agregarle 384,75 g de agua. 2. ¿Cuánto cloruro de sodio debemos pesar para preparar 320 ml de una solución 4,5 % m/v? Respuesta: por cada 100 ml de solución debemos pesar 4,5 g de NaCl. 100 g-----------4,5 g 320 g-----------14,4 g Debemos pesar 14,4 g de NaCl y agregarle agua hasta los 320 ml.

Dada una 3. ¿Qué cantidad de cianuro hay en 5000 litros de una solución que tiene una concentración de 12,5 ppm de cianuro?

solución

0,25 M de CaCl2 y de densidad 1,05 g/ml, calcular la concentración en % m/m, ppm, % m/v

1. Cálculo del % m/v: Apliquemos la definición de p.p.m.

1000 ml-------------------0,25 moles de CaCl2

Miligramos de soluto que hay en 1000 ml (1 litro) de solución, Por lo tanto:

100 ml-------------------0,025 moles de CaCl2

5000 litros------------------X= 62500 mg

1 mol de CaCl2-----------------111 gramos 0,025 moles de CaCl2--------2,775 gramos

O sea que en esa solución hay un total de 62,5 gramos de cianuro

En la primera regla de 3 calculamos los moles que hay en 100 ml

CONCENTRACIONES QUIMICAS

En la segunda regla de 3 calculamos cuantos gramos hay en esos 100 ml, y eso es él % m/v (gramos de soluto en 100 ml de solución)

1 litro-------------------12,5 mg

BASICAS

EN

CANTIDADES

Usando cantidades químicas: Las cantidades comúnmente se

químicas que usan son los moles.

Molaridad (M): Son los moles de soluto que hay disueltos en 1000 mililitros (1 litro) de solución. Ejemplo: 1. Cuantos moles de soluto hay en 360 ml de una solución 0,36 molar Usando la definición de molaridad (moles de soluto que hay en 1000 ml de solución): 1000 ml----------------0,36 moles de soluto 360 ml----------------X= 0,1296 moles de soluto

La solución es 2,775 % m/v

2. Cálculo de las p.p.m. En 100 ml tenemos 2,775 gramos o sea 2775 mg, por lo tanto: 100 ml---------------------2775 mg 1000 ml---------------------27750 mg La solución tiene 27750 p.p.m de CaCl

2

3. Cálculo del % m/m: Recordemos la ecuación:

% m/m x  = % m/v EJEMPLOS COMBINANDO CONCENTRACIONES BASADAS EN CANTIADES FISICAS Y QUIMICAS

De esta despejamos (% m/m) = (% m/v)/ % m/m = 2,775 / 1,05 = 2,643 La solución es 2,643 % m/m

DILUSIONES Diluir: Es el procedimiento que consiste en agregar solvente a una solución o en mezclar dos o más soluciones diferentes.

 



C1 es la concentración de la solución original V2 es el volumen de la solución resultante (suma del volumen de la solución original más el volumen del solvente que agregamos) C2 es la concentración de la solución resultante en las mismas unidades que C1

Aplicando la ecuación: 500 ml x 2,5 M = 920 ml x C2 |

Despejamos C2:

AGREGADO DE SOLVENTE PURO A 500 ml de una solución 2,5 M se le agregan 420 ml de agua, calcular la nueva concentración molar de la solución resultante.

Del dato de molaridad: 1000 ml-----------------2,5 moles 500 ml-----------------1,25 moles En la solución original tenemos 1,25 moles de soluto Le agregamos 420 ml de solvente, por lo tanto, el volumen total de la solución resultante será de 920 ml.

C2 = 1,36 M La concentración de la solución diluida es 1,36 Molar

MEZCLA DE SOLUCIONES Calcular la concentración de cada uno de los iones en la solución que resulta de mezclar 300 ml de una solución de NaCl al 5 % m/v con 450 ml de una solución de NaBr 0,03 M. Los datos nos dicen: 100 ml-----5 g de NaCl NaCl 5%

En la solución resultante tenemos: 920

300 ml-----15 g de NaCl

ml---------1,25 moles

1000 ml----------1,36 moles La solución resultante tiene una concentración de 1,36 Molar El mismo problema puede resolverse usando una ecuación, la ecuación para el cálculo de diluciones:

V1 x C1 = V2 x C2

NaBr 1000 ml----0,03 moles de NaBr 0,03 M 450 ml---0,0135 moles de NaBr

En la solución 1 tenemos 15 gramos de NaCl En la solución 2 tenemos 0,0135 moles de NaBr Transformamos los gramos de NaCl en moles:



Donde V1 es el volumen de la solución original

58,5 gr de NaCl---------------1 mol de NaCl

15,0 gr de NaCl---------------0,26 moles de NaCl

Cl-

0,347 M

En la solución 1 tenemos 0,26moles de NaCl En la solución 2 tenemos 0,0135 moles de NaBr

Br-

0,018 M

Recordando la unidad 1: En 0,26 moles de NaCl tengo 0,26 moles de Na+ y 0,26 moles de ClEn 0,0135 moles de NaBr tengo 0,0135 moles de Na+ y 0,0135 moles de BrEn la solución resultante tenemos un volumen de 750 ml, donde hay 0,26 moles de Na+ y 0,26 moles de Cl- provenientes de la solución 1 y hay 0,0135 moles de Na+ y 0,0135 moles de Br- provenientes de la solución 2.

SOLUBILIDAD Se define solubilidad como la máxima cantidad de soluto que se puede disolver en una cierta cantidad de solvente a una temperatura dada

Ejemplo: La solubilidad en agua de la sustancia A es de 25 gramos por cada 100 mililitros a 25ºC

Cálculo de las concentraciones de cada uno de los iones: Na+ En total tengo 0,26 moles + 0,0135 = 0,274 moles de Na+ 750 ml --------------0,274 moles de Na+ 1000 ml---------------x = 0,365 moles de Na+

Cl-

Esto quiere decir que en 100 mililitros de solución a 25ºC no voy a poder disolver más de 25 gramos de la sustancia A TIPOS DE SOLUCIONES Saturadas: No puede disolverse más soluto, la cantidad de soluto que hay disuelta es igual a la solubilidad.

750 ml --------------0,26 moles de Cl1000 ml---------------x = 0,347 moles de Cl-

Concentradas: Tienen una cantidad de soluto disuelta cercana a la solubilidad, pero todavía puede disolverse un poco más de soluto.

Br750 ml --------------0,0135 moles de Br1000 ml---------------x = 0,018 moles de Br-

En la solución resultante tenemos las siguientes concentraciones de iones Na+

0,365 M

Diluidas: Tienen una cantidad de soluto disuelta lejana a la solubilidad, por lo tanto, puede disolverse todavía una gran cantidad de soluto en la misma.

ACIDOS Y BASES ÁCIDOS Y BASES DE BRØKSTED En 1923 Brønsted y Lowry propusieron las siguientes definiciones de ácidos y bases: Un ácido de Brønsted es cualquier molécula o ion dadora de protones (iones hidrógeno, H+). Una base de Brønsted es cualquier molécula o ion aceptora de protones (iones hidrógeno, H+). Sustancias anfipróticas. Una sustancia que como el agua es tanto capaz de dar como de aceptar protones, se dice que es anfiprótica. Otro ejemplo de sustancia anfiprótica es el anión HCO – Reacciones entre ácidos y bases de Brønsted. Una reacción ácido-base es una transferencia de un H+ del ácido a la base HA + B A– + BH+, donde HA y BH+ son ácidos y B y A– son bases. Los ácidos y bases relacionados entre sí se dice que son conjugados. Así HA y BH+ son ácidos conjugados de las bases A– y B, respectivamente La definición de Brønsted no hace mención específica del disolvente y puede ser aplicada a disolventes no acuosos como el amoníaco. Por la importancia del agua como disolvente en reacciones inorgánicas, a continuación, se discuten los procesos ácidos–base de Brønsted en agua.

La definición de Brønsted no hace mención específica del disolvente y puede ser aplicada a disolventes no acuosos como el amoníaco. Por la importancia del agua como disolvente en reacciones inorgánicas, a continuación, se discuten los procesos ácidos–base de Brønsted en agua.

PROCESOS ÁCIDO–BASE DE BRØKSTED EK DISOLUCIÓK ACUOSA El agua es un participante esencial en todos los equilibrios ácido–base que ocurren en ella. Las ventajas fundamentales del concepto ácidobase de Brønsted sobre la definición anterior de Arrhenius son: • subraya el papel fundamental que juega el disolvente en las reacciones ácido–base • simplifica el estudio de las reacciones ácido-base en agua al unificar su tratamiento. Mientras que las clases de reacciones que vamos a ver eran diferentes en el concepto de Arrhenius, 3 en el de Brønsted todas ellas se pueden considerar como reacciones del tipo: ácido 1 + base 2 base conjugada de 1 + ácido conjugado de 2 El ion hidrógeno en agua. La naturaleza del ion hidrógeno en agua es compleja. Debido a su alto poder de polarización, algunas de las moléculas de agua que le rodean están unidas a él ya no sólo por fuerzas de Van de Waals sino por un enlace covalente. El ion hidrógeno en agua se suele representar como H+(aq),

.

obviando la naturaleza real de la especie existente en disolución, o como H3O+(aq), representación que sin ser más exacta que la anterior (el H+ se encuentra en realidad unido a más de una molécula de agua), presenta la ventaja de que resalta la participación del agua en los procesos ácido–base: HCl(aq) H+(aq) + Cl–(aq) o HCl(aq) H2O(l)

+

H3O+(aq) + Cl–(aq).

Auto ionización del agua. La ionización del agua no es más que un proceso ácido–base de transferencia de un protón de una molécula de agua a otra:

En el equilibrio, [H3O+][OH–] = Kw, donde Kw es una constante llamada constante de ionización o producto iónico del agua, y cuyo valor a 25 °C es 1,0 10–14 mol2 l–2. El agua pura y las disoluciones acuosas que mantienen [H+] = [OH–], se dice que son neutras. Una disolución acuosa es ácida cuando [H+] > [OH–]. Una disolución acuosa es básica cuando [H+] < [OH–]. Ionización de un ácido o una base. Un ácido puede ceder su protón a una molécula de agua, ionizándose. La ionización de una base se puede producir por captación de un protón de una molécula de agua. Los equilibrios de ionización de un ácido o una base quedan caracterizados mediante una constante de equilibrio llamada constante de ionización ácida o básica (Ka o Kb):

Los ácidos y bases se pueden clasificar en fuertes y débiles. Son ácidos y bases fuertes aquellos para los que, en concentraciones ordinarias, prácticamente todas sus moléculas están disociadas. Los ácidos y bases débiles tienen constantes de ionización pequeñas, de forma que cuando se disuelven con concentraciones ordinarias en agua, gran parte de sus moléculas se mantienen sin disociar. Algunos ácidos pueden ceder más de un protón. Estos ácidos reciben el nombre de ácidos polipróticos. Cada disociación de cada uno de los protones tiene su propia constante de disociación, observándose que su valor disminuye según se pierden protones: Ka1 > Ka2 > Ka3…. De forma análoga se pueden definir las bases polipróticas.

Reacciones de neutralización. En el concepto tradicional de Arrhenius, las reacciones de neutralización son reacciones entre un ácido que

aporta iones hidrógeno y una base que aporta iones hidróxido:

En el concepto de Brønsted, todas las reacciones: ácido 1 + base 2 conjugado de 2.

base conjugada de 1 + ácido

son de neutralización en la dirección en que son espontáneas, es decir, en la que se pasa de ácidos y bases más fuertes a ácidos y bases más débiles.

TALLER DE APLICACIÓN DE CONCEPTOS. LOS OXIDOS Y SU NOMENCLATURA.

4. ¿Por qué es importante que exista un lenguaje único en relación con el nombre de los compuestos?

1. En la nomenclatura por numerales stocks para los óxidos, siempre se debe indicar a. La valencia del oxígeno en romano y entre paréntesis b. El prefijo indicando el número de veces que está el oxigeno c. La valencia del elemento en romano y entre paréntesis d. La terminación relacionada con la valencia del oxígeno.

Interpreta: 2. Si dos óxidos del mismo elemento tienen terminación oso e ico significa que tienen: a. Una valencia mayor y menor respectivamente b. Un numero de oxidación mayor y menor respectivamente c. Un numero de oxidación menor y mayor respectivamente d. Un valencia menor y mayor respectivamente

3. Asigna el nombre stock a los siguientes óxidos: a. 𝑁𝑎2 𝑂 A partir de la información presentada en los recuadros, responde: 5. a. b. c. d. 6. a. b. c. d. 7. a. b. c. d.

Los óxidos se reconocen por la formula general EO 𝑀2 𝑂𝑛 𝐸2 𝑂𝑛 𝑂2 El número de oxidación del oxigeno en los óxidos es de +2 -1 -2 +1 En la nomenclatura por atomicidad el nombre que le corresponde al CaO es: Oxido de cálcio Oxido de calcico Oxido de calcio (II). Monóxido de calcio

b. 𝑆𝑂3

c. 𝐶𝐼2 𝑂3

d. 𝑀𝑔𝑂

e. 𝐶𝑂2

f. 𝐹𝑒2 𝑂3

8. Completa la siguiente tabla:

10. Para los siguientes oxidos describe si son formadores de oxoacidos o si son formadores de hidroxidos. Para ello marca con una “X” en la casilla que corresponda.

9. Observa cada una de las fotografías e indica en cuales de ellas se aprecian procesos de formación de óxidos.

11. Escribe la formula correspondiente e indica el número de oxidación en que actúa cada elemento: a. Oxido hipoyodoso b. Oxido de cadmio c. Oxido fosforoso d. Monóxido de dilitio e. Oxido cuproso f. Oxido permangánico g. Oxido Clórico

TALLER DE APLICACIÓN DE CONCEPTOS. LOS HIDRÓXIDOS, LOS OXOACIDOS Y SU NOMENCLATURA. 1. ¿Cuál es el efecto de la leche de magnesio en el organismo cuando se padece acidez estomacal? Explica.

2. ¿Cuáles de los siguientes productos tienen un pH básico o un grupo hidroxilo en su estructura?

4. ¿Qué es un hidróxido o base? ¿Qué caracteriza a este tipo de sustancia?

5. Los hidróxidos re reconocen por la formula general 3. Resuelve el crucigrama con los nombres de los siguientes compuestos:

6. El numero de oxidacion del grupo de oxidrilo es: a. +2

b. -1

c. -2

d. +1

9. Relaciona las formulas con los nombres:

7. En la nomenclatura por atomicidad el nombre que le corresponde al 𝐶𝑎(𝑂𝐻)2 es a. Hidroxido de calcio b. Hidroxido Cálcico c.Hidroxido de calcio (II) d. DIhidroxido de calcio 8. Escribe la formula y su respectivo nombre para los siguientes compuestos:

10. A continuación te presentamos una serie de compuestos que pertenecen a diferentes funciones químicas, tu misión es clasificarlas en las casillas que corresponden.

TALLER DE APLICACIÓN DE CONCEPTOS. HIDRUROS, HIDRÁCIDOS, SALES PEROXIDOS Y SU NOMENCLATURA.

1. Muchos de los productos que usamos diaro son o contienen hidruros, sales y peróxidos. ¿Cuáles de estos productos reconoces con dicha composicion? Cita ejemplos concretos.

2. Busca en la sopa de letras 10 palabras relacionadas con el tema y luego definelas.

3. Escribe la formula y el nombre de los hidrácidos que forman los elementos que se presentan en la tabla.

4. las sales son compuestos que se forman por la reaccion de 7. Indica la certeza o falsedad de las siguientes oraciones un acido con uuna base tal como se muestra en el ejemplo: a. ___ La formula general de los hidrácidos es 𝐻𝑛 𝐸. b. ___ La formula general de un hidruro metálico es 𝑀𝑒𝐻𝑛 . Analiza la informacion que suministra la tabla y completa las c. ____ La fórmula general de un hidruro no metálico es 𝐻𝐸𝑛 . casillas vacías. d. ____ Las sales siempre tiene oxígeno en su formula. e. ____ Todas las sales son llamadas sales de uro porque provienen de oxosales. 8. Analiza el siguiente texto:

5. Escribe en orden el nombre de cada una de las sales que se forman en las reacciones planteadas en la tabla anterior. 9. Completa el siguiente esquema conceptual:

6. Algunas sales se forman por neutralización incompleta de los ácidos o las bases que las originan, cuando estos poseen más de un H u oxidrilo 𝑂𝐻 − . En estos casos, la formula de la misma in cluye uno o mas H si es una sal acida, y uno o mas 𝑂𝐻 − si la sal es básica. ¿Cuál de las sales presentadas en la tabla puede considerarse como acida? ¿Por qué?

Los caracteres hereditarios

son estudiados por

La genética

Que tuvo su origen de los trabajos de

Cuyos campos de aplicación son

Mendel La salud A partir de

La producción agrícola y pecuaria

Por medio de El genotipo

El ambiente

Por medio de La terapia génica La fabricación de sustancias humanas con otros organismos

Productos transgénicos

Selección artificial

Los caracteres hereditarios

Se transmiten por medio de

Los genes

Cuyo patrón de herencia puede ser

Que se encuentran en

Que determinan

Los cromosomas

El fenotipo

Dominante Recesivo

A partir de

El genotipo

El ambiente

Formados por

Que en la especie humana son

Codominante

ADN

23 pares

De dominancia incompleta

Que es un

De los cuales

Ácido nucleico

Un par

22 pares

Al igual que determina

denominadas

El ARN El sexo

Los caracteres hereditarios

como

Hemofilia Daltonismo Hemofilia

Autosomas

Los caracteres hereditarios

Se encuentran en La información Genética Que al ser alterada ocasiona Mutaciones Debido a Agentes mutagénicos

Que pueden ser

Físicos

Químicos

Biológicos

Como

Como

Como

Las radiaciones

La contaminación atmosférica

Los virus

El ultrasonido

COLUMNA A

COLUMNA B

1

Acido cetosis

2

A.D.N

Estudio de las enfermedades. ( ) Puesta ovular por rotura del folículo de Graaf y liberación del óvulo que sobreviene alrededor del catorceavo día del ciclo menstrual. ( )

3

A.R.N

Fijación y penetración del nuevo en la mucosa del útero. (

4

Alelo

Conjunto de los procesos fisiológicos de duplicación y de división. (

5

Aminoácidos

Sustancia simple o compuesta que posee propiedades curativas. (

6

Cariotipo

Anomalía morfológica o funcional de un órgano, debido a un trastorno del desarrollo embrionario. ( )

7

Cromosoma

Lugar preciso y constante que corresponde a la sede de un gen. ( )

8

Cromatina

Que trae consigo la muerte. ( )

9

Centrómero

Tasa de potasio en la sangre circulante. ( )

) ) )

10 Clon

Estado de dos individuos de los cuales uno posee antígenos y el otro anticuerpo. ( )

11 Código genético

La forma más grave de retraso mental. ( )

12 Daltonismo

Locución latina que se aplica a todo fenómeno observado fuera del organismo. ( )

13 Ecografía

Estado obsesivo en el que el sujeto está perpetuamente atento al menor signo patológico. ( )

14 Embriológica 15 Eritropoyesis

Aumento patológico de la tasa de aldosterona en la sangre circulante ligado a un tumor secretante. ( ) Enfermedad infecciosa crónica y reincidente, debida a un virus cuyas manifestaciones son cutáneas y neurológicas. ( )

16 Espina bífida

Rama de la medicina que estudia la sangre, los órganos que participan en su formación y sus enfermedades. (

17 Facomatosis

Malformación, déficit físico o psíquico. (

18 Fenotipo

Que está en estado de embarazo. (

19 Fecundación

Cada una de las hormonas secretadas por las glándulas hipófisis. (

20 Feocromocitoma

Se dice que cada uno de los dos fetos que se desarrollan simultáneamente en el mismo útero. (

21 Gen

Conjunto de los genes llevados por la totalidad de los cromosomas de un individuo. (

22 Genotipo

Es el conjunto completo de ADN en un organismo. (

23 Genoma

Unidad elemental del cromosoma. (

24 Gemelo

Tumor desarrollado a expensas del tejido medular de la glándula suprarrenal. (

25 Gonadotropina

Conjunto de los rasgos aparentes de un individuo. (

)

) )

)

) )

)

)

)

)

26 Grávido

Termino genérico que agrupa a un conjunto de enfermedades congénitas. (

27 Hándicap

Unión del óvulo y un espermatozoide que da origen a un embrión. (

28 Hematología

Malformación por ausencia de cierre posterior de una o varias vertebras. (

29 Herpes

Conjunto de procesos y ciclos celulares que en la médula espiral terminan formando glóbulos rojos. ( )

30 Hiperaldosteronismo

Ciencia que estudia el desarrollo del huevo hasta su término. (

31 Hipocondría

Técnica basada en el registro del reflejo de ultrasonidos. (

32 In vitro

Trastorno congénito de la visión, le imposibilita distinguir normalmente uno o varios colores. ( ) Conjunto de procesos que a escala molecular informa la codificación que lleva ciertos genes de los cromosomas. ( )

33 Idiocia 34 Incompatibilidad

)

) )

)

)

35 Kaliemia

Divisiones sucesivas que han surgido de una misma cedula original. ( ) Es la región estrecha de un cromosoma que lo separa de un brazo corto y un brazo corto, durante la división celular. ( )

36 Letal

Sustancia contenida en el núcleo celular muy rica en DNA. (

37 Locus

Pequeñas formaciones alargadas, dispuestas por pares, esencialmente lo contiene el DNA. (

38 Malformación

Representación gráfica, numérica y morfológica del equipamiento cromosómico de una célula. (

39 Medicamento

Unidad esencial que constituye a las proteínas. (

40 Mitosis

Cada uno de los genes que ocupan el mismo locus. (

41 Nidación

Ácido ribonucleico. (

42 Ovulación

Acido desoxirribonucleico. (

43 Patología

Trastorno metabólico, característico del coma diabético. (

)

) )

) ) )

) )

GENETICA Y HERENCIA GRUPO SANGUÍNEO ABO El grupo sanguíneo ABO, o simplemente grupo ABO, está determinado por un tipo de herencia en el que hay tres alternativas diferentes para el mismo gen. Lógicamente, cada individuo posee sólo dos genes alelos. El grupo sanguíneo de una persona depende de la presencia en el sistema inmunológico de ciertos antígenos. Un antígeno es una sustancia cuya presencia en nuestro organismo provoca una reacción inmunológica que consiste en la fabricación de una molécula neutralizadora específica para ese antígeno, llamada anticuerpo. Este sistema defensivo nos permite identificar las moléculas producidas por los microbios, ajenas a nuestro organismo, y neutralizarlas mediante la creación de anticuerpos específicos. Para el grupo ABO existen dos tipos de antígeno, A y B, cuya producción está controlada por un gen. Los alelos del gen pueden ser de tres tipos: El alelo A promueve la fabricación del antígeno A. El alelo B promueve la fabricación del antígeno B. Elalelo Ono promueve la fabricación de antígenos. Como ya sabes, los alelos A y B son codominantes, es decir, que cuando están presentes los dos, ambos se expresan. El alelo O, por el contrario, es recesivo respecto a A y B. Como cada persona posee dos ale-los del gen responsable del grupo ABO, podemos encontrar cuatro fenotipos posibles, es decir cuatro tipos sanguíneos diferentes: A, B, AB y O (figura 1.). Genotipo Grupo sanguíneoAntígenos fabricados (fenotipo) AA Grupo A Antígeno A AO BB Grupo B Antígeno B BO AB Grupo AB Antígenos A y B 00

Grupo O

Ninguno

fig. Genotipos y fenotipos posibles de los grupos sanguíneos ABO.

A una persona del grupo O, los antígenos A y B le resultan extraños, por lo que un posible contacto con ellos, una transfusión, por ejemplo, provocaría la

Grupo Antígenos sanguíneo fabricados

Pueden Pueden Anticuerpos recibir donar fabricados sangre sangre a de

Grupo A

A

AntiB

A y AB

Ay 0

Grupo B

B

AntiA

B y AB

By0

Grupo AB

AyB

Ninguno

AB

A, B, AB y0

Grupo 0

Ninguno

AntiA AntiB

y A, B, AB, 0 y0

fig. Antígenos y anticuerpos de cada grupo sanguíneo ABO. fabricación de los anticuerpos correspondientes, antiA y antiB, y una reacción inmunológica. En otras palabras, el organismo "atacaría" la sangre extraña. De la misma manera, una persona del grupo A generaría anticuerpos para el antígeno B al recibir una transfusión, y viceversa. En general, cada grupo será incompatible con los que presenten antígenos diferentes de los que dicho grupo posea, lo que explica el problema de las incompatibilidades sanguíneas en las transfusiones. Al grupo O se le llama donante universal y al grupo AB, receptor universal. HERENCIA DEL FACTOR RH El alelo Rh + promueve la fabricación de un antígeno específico llamado D, y es dominante sobre el Rh—, que no fabrica ningún antígeno. Por las mismas razones que las incompatibilidades entre los grupos ABO, los Rh negativo no pueden recibir sangre de los Rh positivo, pero no a la inversa, como puedes apreciar en la figura 11. Por tanto, teniendo en cuenta ambos tipos de grupos sanguíneos, se tiene que el donador universal es el O negativo y que el receptor universal es el AB positivo.

Genotipo

Fenotipo

Rh + Rh +

Rh positivo

Rh + Rh -

Rh positivo

Rh - Rh -

Rh negativo

fig. Posibles genotipos del grupo sanguíneo Rh y sus fenotipos respectivos. ENFERMEDADES HEREDITARIAS Se sabe desde hace mucho tiempo que un cierto número de enfermedades son hereditarias. En muchos casos, la enfermedad se debe a la alteración de un único gen, que se expresa y se transmite según relaciones de dominancia/recesividad. En ocasiones, lo que se hereda no es la enfermedad sino la predisposición a padecerla; estas enfermedades se conocen como poligénicas o multifactoriales y son causadas por la interacción de múltiples genes y de numerosos factores ambientales. Es el caso de la diabetes, la hipertensión arterial o el cáncer de colon, entre otras. Se puede concluir, entonces, que la existencia de antecedentes familiares no significa que se vaya a padecer la enfermedad, pero sí que el riesgo es mayor que en personas que no tengan predisposición familiar. Otra causa de origen de enfermedades hereditarias es la alteración en el número de cromosomas. A continuación, estudiaremos dos de las principales causas de enfermedades hereditarias: las alteraciones en los genes y las alteraciones en el número de cromosomas. ALTERACIONES EN LOS GENES

inadvertida siempre que están en combinación heterocigota, por lo que es difícil eliminarlos de la población. La mayoría de las enfermedades hereditarias permanecen ocultas en ramas familiares y no se manifiestan por muchas generaciones. Cuando dos personas de la misma rama familiar, llamadas consanguíneas, tienen un descendiente, se incrementa la posibilidad de que estas enfermedades recesivas se manifiesten. A mayor grado de parentesco, mayor riesgo de que enfermedades o caracteres recesivos se expresen en la descendencia. En la figura 4, puedes observar la aparición de una enfermedad hereditaria recesiva, la fibrosis quística

En este caso, la fibrosis quística se manifestó en el hijo de dos primos hermanos. Fig. 4 Ejemplo de un pedigrí con padres consanguíneos. por causa de la unión entre primos de una familia y que, de otra forma, no se habría manifestado. ALTERACIONES EN EL NUMERO DE CROMOSOMAS

Las enfermedades más conocidas producidas por alteración en los genes son: la sordomudez, la miopía, el enanismo, la hemofilia, el daltonismo, el albinismo y la anemia falciforme. En los últimos años se han identificado además los genes responsables de otras enfermedades graves.

Las enfermedades producidas por anomalías en el número de cromosomas reciben el nombre de aneuploidías cromosómicas. Estas enfermedades se producen cuando el reparto de cromosomas en la formación de gametos es defectuoso y da lugar a individuos con un número incorrecto de cromosomas, generalmente impar, lo cual acarrea deficiencias importantes.

La mayoría de estas enfermedades están determinadas por genes recesivos. La transmisión de estos genes pasa

Las alteraciones cromosómicas más frecuentes son las monosomías y las trisomías.

Monosomías Son alteraciones debidas a la falta de un cromosoma. Son todas letales, excepto las que tienen lugar en los cromosomas sexuales. Trisomías Son alteraciones debidas a la presencia de un cromosoma adicional. La alteración más común de este tipo es el síndrome de Down o trisomía del cromosoma 21. Síndrome de Down Frecuencia: 1 de cada 700 nacimientos vivos. Causa: Trisomía del cromosoma 21. En la meiosis, los dos cromosomas 21 migran al mismo gameto por lo cual, al formarse el 1 cigoto, el nuevo individuo queda con el cromosoma 21 triplicado Consecuencias: retraso mental grave. Anormalidades anatómicas diversas. Rasgos faciales característicos, conocidos como mongolismo. Frecuencia: hay 40 veces más posibilidades de que ocurra en la descendencia de mujeres mayores de 40 años que en la descendencia de mujeres de 20 años.

Consecuencias: las mujeres presentan caracteres sexuales infantiles, carecen de ovarios y sus mandíbulas no son normales. En este síndrome no se presenta deficiencia mental. Síndrome del doble y Frecuencia: 1 de cada 1.000 nacimientos en hombres. Causa: trisomía XYY. Consecuencias: los hombres generalmente son fértiles. Se ha intentado relacionar el síndrome XYY con una predisposición a la violencia, aunque no se ha comprobado aún esta relación. Frecuencia: 1 de cada 1.000 nacimientos en hombres.

Síndrome de Klinefelter Causa: trisomía XXY. Consecuencias:hombresaltos de cuerpo encorvado, poseen un físico ligeramente feminizado, con poco vello corporal y desarrollo mamario. Se presenta cierto retraso mental y esterilidad.

Trisomía del cromosoma 21. Síndrome de Turner Frecuencia: 1 de cada 5.000 nacimientos vivos. Causa: monosomía en el cromosoma X. Sólo se presenta un cromosoma sexual X.

CONCEJO GENETICO Y DIAGNOSTICO PRENATAL En la lucha contra las enfermedades genéticas se aplican diferentes técnicas: el concejo genético, el diagnóstico prenatal y el diagnóstico precoz.

EL CONSEJO GENÉTICO Se realiza antes de la concepción. Está indicado en aquellas parejas en las que el hombre o la mujer poseen antecedentes de enfermedades hereditarias en sus respectivas familias. Los médicos, con base tanto en los pedigrís de la pareja como con los estudios cromosómicos complementarios, aconsejarán tener o no hijos, y las precauciones que deberán tener en cuenta. Igualmente, existen en la actualidad pruebas que permiten detectar si los padres sanos poseen los alelos recesivos de ciertas enfermedades, como la enfermedad de Tay-Sachs y la anemia falciforme.

Otra técnica que se utiliza regularmente, no sólo en el diagnóstico prenatal sino en el control normal de la gestación, es la ecografía. Este método es inocuo, es decir que no ocasiona daño a la madre o al hijo, y permite detectar más de 90% de las malformaciones fetales mayores.

“En la lucha contra las enfermedades genéticas se aplican diferentes técnicas: el consejo genético, el diagnóstico prenatal y el diagnóstico precoz”.

DIAGNÓSTICO PRENATAL Se realiza durante el embarazo. Tiene como fin descubrir los defectos congénitos del feto: malformaciones en aparatos o sistemas orgánicos, alteraciones de los cromosomas o de su número y defectos metabólicos y sanguíneos. En general, se recomienda el diagnóstico prenatal en los siguientes casos: gestantes de más de 35 años, progenitores con alteración cromosómica o con historia familiar de enfermedades congénitas, otros hijos con anomalías, signos ecográficos de malformación, aborto habitual y fetos muertos o malformados, entre otros. Para el diagnóstico prenatal se utilizan varias técnicas. Una de ellas es la amniocentesis, que consiste en tomar una muestra del líquido amniótico que rodea el feto para cultivar las células. Igualmente, se utiliza este método con muestras del tejido placentario, de tejido coriónico, que es una tela que recubre al embrión. En las células cultivadas es posible analizar su ADN o estudiar funciones específicas. Las pruebas de sangre que se realizan en la madre permiten detectar enfermedades presentes en el feto, como el síndrome de Down o la presencia de una espina bífida.

DIAGNOSTICO PRECOZ Se realiza después del nacimiento. Se hace a partir d muestras de orina y sangre del recién nacido y sirve para detectar enfermedades metabólicas. El análisis permite descubrir enfermedades como la fenilcetonuria (imposibilidad de degradar el aminoácido fenilalanina) y el hipotiroidismo (baja secreción de la tiroides. De no ser tratadas, estas enfermedades pueden ocasionar problemas graves de desarrollo o retraso mental y otros problemas neurológicos severos; pero con un tratamiento adecuado, los niños pueden desarrollarse normalmente.

TALLER. APLICACIÓN DE CONCEPTOS 1. Observa la siguiente tabla y marca con un X las características que identifican a cada anomalía genética.

Alteración cromosomas sexuales

Enfermedad

en alteraciones cromosomas autosómicos

alteraciones en en el número alteraciones de en genes cromosomas

Hemofilia Síndrome de Klinefelter Daltonismo Síndrome de doble Y Albinismo ocular Síndrome de Down Síndrome de Turner 3. Completa el siguiente cuadro. 2. Ubica la clave en los espacios correspondientes, asígnale el nombre al personaje final y contesta las preguntas propuestas. Clave: XX MARIA

X

XY

Y

CARLOS

PADRES 0XA HEREDERO Grupo sanguíneo

AXB

0X0

Genotipo Fenotipo Antígeno Anticuerpo Dona a Recibe de

a) ¿Cuál es el sexo del hijo de María y Carlos? b) ¿Qué probabilidades tendrían María y Carlos de tener un hijo del otro sexo? Justifica tu respuesta.

4. Responde las siguientes preguntas: a) ¿En humanos, es posible saber si un carácter hereditario es dominante o recesivo por la proporción en que aparece en los descendientes, como lo hacía Mendel con sus guisantes? ¿Por qué? b) Si un carácter no aparece en los padres, pero aparece en algún descendiente, ¿es posible asegurar inmediatamente que es un carácter recesivo? ¿Por qué?

c) ¿Qué señales se pueden detectar en un pedigrí para intuir que un carácter está ligado al sexo? Dibuja varias alternativas de pedigrís de transmisión de un carácter ligado al sexo y analiza cuáles son los indicios de que el carácter puede ser ligado al sexo.

7. Las siguientes representaciones corresponden a errores en los cromosomas sexuales que se presentan en seres humanos. XXY

XXX

XXYY

a)

5. Escribe la razón o razones que justifican las siguientes afirmaciones. a) No todos los genes de los cromosomas se encuentran por pares en un individuo. b) Los genes siempre se heredan de forma inalterada. c) La acción conjunta de varios genes en ocasiones determina un solo carácter. d) Las únicas células del organismo que tienen un número cromosómico diferente son las células sexuales.

6. El siguiente árbol genealógico representa la capacidad de los miembros de una familia para doblar la lengua. Contesta las preguntas que aparecen a continuación

Establece en cada una el sexo al que corresponde. b) Para cada caso, explica cómo se formó el cigoto anómalo: en cuál división meiótica se pudo presentar la anomalía y si fue en la formación de los gametos masculinos o femeninos. e) Selecciona uno de estos casos y explica mediante un gráfico de la meiosis cómo se pudo haber producido dicho error. 8. El rey de Atlántida ha muerto; él era hemofílico y de grupo sanguíneo AB, mientras que su esposa, ya fallecida, no era hemofílica y su grupo sanguíneo era O. Su testamento dice lo siguiente: "Una vez fallezca, es mi deseo que los bienes sean repartidos, únicamente en mi familia; así: el 80% debe ser distribuido entre aquellos descendientes que padezcan o porten mi enfermedad y el 20% en aquellos a quienes se les compruebe que realmente son mis herederos genéticos". Se presentan los siguientes herederos: 

a) ¿Qué indicios hay de que la capacidad que tienen algunas personas de doblar la lengua es un carácter hereditario? b) ¿Por qué no han heredado todos los hijos de Laura y Pedro la capacidad de doblar la lengua? c) ¿Esta capacidad es tipo dominante o recesivo?, ¿Por qué? d) ¿Podrán los hijos de Liliana y Juan doblar la lengua?

Carlos, nieto del rey, dice ser portador de la hemofilia, pero no la padece, ya que su madre, hija del rey, era portadora y su padre normal.  María, nieta del rey, cuyo grupo sanguíneo es B, afirma que ella padece la enfermedad, ya que su madre es portadora y su padre, hijo del rey, padece la enfermedad.  Francisco asegura que, aunque no es portador de la hemofilia, es hijo legitimo del rey, ya que su grupo sanguíneo es 0.  Danilo asegura que él es el único hijo que tuvo el rey, ya que es portador de la enfermedad y su grupo sanguíneo es AB. a) ¿Quiénes son los verdaderos hijos de este rey?

b)

¿Quiénes no son hijos de este rey? c) ¿Quiénes reciben el 800/o de los bienes del rey, quiénes el 200/o y quienes no pueden recibir absolutamente nada? d) ¿Cuáles son los posibles grupos sanguíneos de la madre de Carlos? e) ¿Cuáles son los posibles grupos sanguíneos de la madre de María? Justifica tus respuestas. 9. Analiza el siguiente pedigrí.

a)

¿El carácter indicado en verde es dominante o recesivo? b) ¿Cuál es el tipo de transmisión más posible para el carácter: autosómico o ligado al sexo? c) ¿Dónde puedes ver indicios de su dominancia o recesividad y del tipo de transmisión? d) Indica los genotipos de cada individuo del pedigrí. EXPRESION DE LOS GENES: LA SINTESIS DE PROTEÍNAS Ya estudiamos cómo está conformado el alfabeto genético y cómo sucede la copia del diccionario genético de la célula, es decir, el ADN. Ahora veremos cómo utiliza la célula ese alfabeto para expresarse mediante las palabras génicas, en el proceso conocido como la síntesis de proteínas. ¿Que son Las proteínas? Las proteínas son compuestos orgánicos largos y complejos, compuestos de pequeñas unidades simples llamadas aminoácidos (fig. 5). Existen 20 tipos diferentes de aminoácidos que se unen entre sí mediante enlaces peptídicos. Varios aminoácidos en cadena forman un polipéptido. El polipéptido completo madura y toma una

forma en tres dimensiones, que es la proteína. Las proteínas son la base de la constitución de nuestro organismo y están presentes desde las membranas de las células y el citoplasma hasta nuestros músculos, nuestra piel y nuestro pelo. Igualmente, son el pilar de todos los procesos celulares, sistémicos y organísmicos que ocurren en nuestro cuerpo, ya que las enzimas y muchas hormonas son proteínas. Del ADN a la proteína El ADN, en realidad, sólo lleva información para fabricar proteínas. La secuencia de nucleótidos en el ADN determina la secuencia de aminoácidos que tendrá una proteína. Puesto que el ADN se encuentra en el núcleo y la síntesis de proteínas se desarrolla en el citoplasma, debe existir una molécula que sirva de mensajero entre el núcleo y el citoplasma. Es ahí donde entra a actuar el ARN. De hecho, el ARN es el protagonista de la síntesis de proteínas. En todo el proceso actúan tres tipos de ARN diferentes: el ARN mensajero, el ARN ribosómico y el ARN de transferencia.



El ARNm o ARN mensajero se encarga de trasladar el mensaje genético del ADN desde el núcleo hasta el citoplasma.



El ARNr o ARN ribosómico se encuentra en el citoplasma asociado a unas estructuras llamadas ribosomas• Los ribosomas son unas cápsulas donde ocurre la lectura del ARNm.

 El ARNt o ARN de transferencia se encarga asociar los aminoácidos correspondientes con lectura del ARNm dentro del ribosoma. La síntesis de proteínas consta de dos etapas: la transcripción y la traducción.

 La transcripción, que es la lectura del mensaje genético del ADN por parte del ARN mensaje  La traducción, que es la interpretación del me. saje genético en proteínas. A continuación, estudiaremos en detalle cada una de estas etapas.

años. El uso de la terapia génica es moralmente correcto, siempre y cuando se respete la integridad del individuo y no lo exponga a riesgos inestimados. Se considera éticamente incorrecta la aplicación de terapia génica a las células reproductivas humanas, óvulos y espermatozoides, por resultar difícilmente predecibles los efectos para las futuras generaciones. También se prohíbe trabajar con embriones humanos con finalidades de simple experimentación.

RIESGOS E IMPLICACIONES ETICAS DE LA INGENIERIA GENETICA. Desde el inicio de la ingeniería genética en los años setenta, tan sólo 15 años después de que se descubriera la estructura del ADN, los científicos comenzaron a expresar sus preocupaciones acerca de sus posibles peligros. En una primera etapa, los cuestionamientos se centraron en la calidad, seguridad y eficacia de los productos. Más recientemente, la discusión giró en torno a cuestiones éticas y su relación con procesos legislativos. Algunas de las preocupaciones son: •Riesgos ambientales y de sanidad: el poco control sobre los organismos transgénicos podría provocar desastres ambientales por extinción de especies naturales debido a su mayor competitividad. Adicionalmente, la inserción de nuevos genes podría generar efectos inesperados, por ejemplo, contaminación debido a nuevos procesos metabólicos indeseados. Finalmente, la modificación genética de virus o bacterias podría causar nuevas enfermedades y riesgos sanitarios tanto •Riesgos éticos y morales: se considera que muchas aplicaciones que son totalmente licitas en especies animales y vegetales no lo son en la especie humana, debido a la dignidad de la persona. Este es el caso de la donación, que ha sido motivo de debate en los últimos

•Riesgos sociales: se considera que han de existir límites legales basados en el derecho a la intimidad; esta es una de las preocupaciones con el Proyecto Genoma Humano. Es necesario prohibir la exigencia de un sondeo genético para acceder a un puesto de trabajo, a una plaza en un centro educativo, a una asistencia sanitaria, a la firma de una póliza de seguros. •Implicaciones políticas: se considera que las aplicaciones de la ingeniería genética en la producción vegetal y animal han de favorecer a todos los humanos y no solamente a los grupos que dominan estas técnicas. Podría haber perjuicios económicos graves si, mediante el establecimiento de patentes de organismos transgénicos, se aumentaran las diferencias entre países ricos y pobres. El Comité Internacional de Bioética de la UNESCO, fundado en 1993 y constituido por 50 científicos de 35 países, es una de las organizaciones encargadas de supervisar y controlar todo lo relacionado con la ingeniería genética.

TALLER. APLICACIÓN DE CONCEPTOS. 1. En la sopa de letras propuesta encontrarás los términos que te permitirán completar cada enunciado.

c) Las manifestaciones de los diferentes caracteres son la expresión del genotipo. d) Dos aminoácidos se unen gracias a la formación de un enlace peptídico. e) Los exones son genes de ADN que contienen información valida. f) el proceso de corte y empalme en la traducción consiste en la depuración del ARm mediante la eliminación de los intrones 3. Observa el siguiente cuadro y responde:

a) Unidades simples que conforman a los ácidos

nucleicos. b) Azúcar de cinco carbonos constituyente del

nucleótido. c) Ácido presente en cada una de las unidades del

ácido nucleico. d) Base nitrogenada que se encuentra en el ADN. e) Base nitrogenada exclusiva del ARN. f) Ácido nucleico presente en el núcleo y en el

citoplasma. g) Ácido nucleico que conforma la cromatina.

2. Identifica si hay algún término que se esté usando en forma equivocada en las siguientes oraciones y corrígelo. a) Los tripletes, o codones, junto con los aminoácidos forman lo que se conoce como código genético. b) Un anticodón es un triplete de nucleótidos presentes en el ARNm y complementarios al orlón.

a) Escribe el numeral donde se encuentra ubicada la

unidad más simple de los ácidos nucleicos. b) Menciona los numerales que indican los nombres de las partes que forman los nucleótidos c) Indica el numeral donde se encuentra la clave del abecedario genético. Explica tu respuesta. d) Menciona los numerales en los que se encuentran los tipos de ácidos nucleicos. e) ¿Qué relación tiene el término ubicado en la casilla

número 3 con los demás términos? f) Explicalafunciónprincipalquecumpleelcompuestodel numeral 8.

4. Marca ron una X el número que corresponde a la respuesta acertada para cada caso. ①mutaciones ② clonación ③ Agentes mutagénicos físicos ④Agentes mutagénicos químicos

a) Proceso por el cual se hacen copias exactas de un gen o de un individuo. 1

2

3

4

b) Sustancias tóxicas como el gas mostaza, los plaguicidas, la nicotina y algunas drogas y fármacos. 1

2

3

4

c) Variaciones en el material genético, ocasionadas por factores que pueden ser físicos o químicos. 1

2

3

4

d) Elementos como las radiaciones ultravioletas del sol, los rayos X y el ultrasonido. 1

2

3

4

5. En un laboratorio se realizaron los esquemas que aparecen a continuación y que muestran parte del cariotipo (ordenamiento estandarizado de los cromosomas en la etapa de metafase de la mitosis) de dos gemelos. El gemelo B sufre de enanismo. Para analizarlo, responde a las siguientes preguntas

c) ¿La mutación ocurre por alteraciones en los genes o por alteraciones en los cromosomas? d) ¿Qué factores podrían haber influido para que se presentara esta mutación?

6. El ADN de una salamandra tiene cinco veces más nucleótidos que el de un humano. ¿Quiere esto decir que tiene mayor número de genes? Si no se debe a una mayor cantidad de genes, ¿a qué otra razón podrías atribuir esta enorme diferencia? 7. Discute con tus compañeros y realiza un acta de las conclusiones respecto a las siguientes afirmaciones. Evalúa su validez. a) Conociendo el genoma humano se pueden y deben fabricar genios, ya que el mundo los necesita. b) Una fruta obtenida mediante métodos naturales es mucho mejor que una manipulada genéticamente. c) Los cultivos manipulados genéticamente, o cultivos transgénicos, se impondrán y acabarán con la agricultura rural de los países en vías de desarrollo y, así, con su economía. 8. Se tiene el polipéptido: histidina, treonina, glutamina, serina. Se sabe que los ARNt usados en su síntesis tienen los siguientes anticodones: GUA UGA GUU UCG. Determina la secuencia de nucleótidos del ADN que codifica este péptido.

a) ¿Qué relación existe entre el cariotipo de cada gameto y su fenotipo? b) ¿Cómo se relaciona este hecho con el concepto de mutación?

9. Cierta proteína está originalmente conformada por la siguiente secuencia de aminoácidos: prolina-valinaserina-asparagina-glutamina. Ocurrió una sola mutación puntual, que cambió la estructura de la proteína así: prolina-valina-leucina. Utiliza la tabla del código genético para intentar explicar qué cambio en el ARNm pudo haber alterado e inutilizado la proteína de la tal forma. 10. Uno de los dilemas éticos de la investigación en genética molecular es la propiedad de la información genética que está siendo estudiada. Por ejemplo,

durante el proyecto del genoma humano se encuentra que una tribu indígena tiene un gen que la hace inmune al sida. Una industria farmacéutica lo aísla y comercializa un medicamento basado en ese gen. 

¿Quién debería tener la propiedad sobre el gen: ¿la tribu indígena, el país al que pertenece o la industria farmacéutica?



¿Debería la industria pagar regalías al país y a la tribu por la venta del medicamento?

CLASIFICACIÓN DE LOS SERES VIVOS.





¿Crees que la información genética es propiedad de cada persona? ¿Podría esta ser utilizada para investigación científica sin el consentimiento de la persona? ¿Qué otros problemas éticos relacionados con la investigación en ingeniería genética se te ocurren?

NOMENCLATURA TAXONÓMICA

Cada especie se identifica con dos palabras (nomenclatura binomial) • La primera con su inicial en mayúscula, corresponde al género • La segunda, en minúscula, define la especie a la que pertenece Ejemplo, Especie humana: Homo sapiens

Una de las primeras clasificaciones taxonómicas la hizo Aristóteles separando los animales de los vegetales. Además, clasificó los animales en aquellos que tenían sangre y los que no, y las plantas en las que tenían flores y las que no. Carl von Linné, un botánico sueco, desarrolló en el S. XVIII el modelo de clasificación actual de los seres vivos.

LOS TAXONES 1.Especie: Grupo de organismos que pueden entrecruzarse y cuyos descendientes son también fértiles y pueden cruzarse entre ellos.

2.Género: Grupo de especies similares. Por ejemplo, el león y el tigre son especies muy similares que forman parte del género Panthera. Los perros no pueden reproducirse con los chacales porque no son de la misma especie, pero son lo suficientemente parecidos como para formar parte de un mismo género: Canis. A este género pertenecen también los lobos.

características comunes a nivel celular: Animal (célula eucariota animal), Vegetal (célula eucariota vegetal), Hongos (célula con estructura vegetal, pero sin cloroplastos), Protoctista (organismos unicelulares con célula eucariota, u organismos multicelulares que no forman verdaderos tejidos), Archaea y Baceria (células procariotas) 8.Dominio. Grupo de organismos que comparten características a nivel celular, pero además se tienen en cuenta las relaciones evolutivas entre ellos: Archaea, Bacteria y Eukar

EL VIAJE DE DARWIN

3. Familia: Una familia la forman varios géneros similares. Por ejemplo, los gatos y el leopardo se incluyen en la familia de los felinos (felidae).

4. Orden: Un orden lo forman una o varias familias similares. Todos los Felidaes (felinos) están incluidos en el orden Carnívoros. El orden al que pertenece el ser humano, por ejemplo, es el orden de los Primates, que comparte con los monos y los lémures.

5. Clase: Formado por uno o más grupos de órdenes diferentes. La clase de los Mamíferos incluye todos los mamíferos que son los murciélagos, roedores, canguros, ballenas, grandes simios y el hombre.

6. Filo: Agrupa a los seres vivos por su mismo sistema de organización. Ejemplo: en el reino animal, los bivalvos, los gasterópodos y los cefalópodos tienen el mismo tipo de tejidos, el mismo tipo de reproducción, comparten órganos y sistemas, por lo tanto, se agrupan en el filo Mollusca (moluscos).

7. Reino: Grupo de organismos que comparte

Retrato de Charles Darwin. Cuando tenía veintidós años, el naturalista ingles Charles Darwin (1809 – 1882) se embarcó en el H. M. S Beagle que partía para un largo viaje de exploración del hemisferio sur. A pesar de su juventud, Darwin era ya un biólogo experimentado, aunque desconocido. En su viaje de cinco años en el Beagle, Darwin recorrido las costas este y oeste de América del Sur y visito las islas Galápagos, Tahití, Nueva Zelanda, isla Mauricio y la costa de sur África. Para este científico, el viaje fue una valiosa oportunidad para observar la inmensa variedad de seres vivos que

hay sobre la Tierra. Encontró similitudes y diferencias entre las especies que habitan en diferentes lugares, y también tuvo ocasión de estudiar-algunos importantes fósiles que le hicieron pensar sobre el hecho de que los seres vivos del pasado eran diferentes de los actuales. En las islas Galápagos, Darwin estudió las pequeñas diferencias que existían entre los animales que las habitaban. Por ejemplo, observó que los picos de unos pequeños pájaros, los pinzones, eran diferentes en las distintas islas. Algunos tenían un pico grueso y fuerte, otros lo tenían pequeño y afilado. También dedicó mucho tiempo a observar las tortugas gigantes. Descubrió que en cada isla vivía una especie distinta de tortuga. Todas estas especies se diferenciaban entre sí principalmente por la forma del caparazón. Darwin pensaba que todos los pinzones de las islas descendían de un antepasado común, y que con el tiempo se habían formado las especies actuales. Lo mismo debería haber sucedido con las tortugas. Las pequeñas diferencias entre unas y otras especies de tortugas de pinzones habrían aparecido muy lentamente, a lo largo de cientos o miles de años. Muchos años después, estas y otras observaciones a Darwin la clave para elaborar la teoría de la evolución que lo hizo famoso. DARWINISMO. A su regreso del viaje de exploración en el Beagle, Charles Darwin se dedicó a reflexionar sobre una nueva teoría acerca de cómo podría ocurrir la evolución. Adicionalmente a las observaciones adquiridas durante su viaje, le llamo mucho la atención un libro del economista Thomas Malthus que hablaba del crecimiento de las poblaciones humanas.

Para Darwin, entre todas las jirafas de una generación, hay algunas que nacen con el cuello mas largo. Si escasean las ramas de menor altura, las de cuello más largo tendrán más posibilidades de alimentarse y serán seleccionadas positivamente, transmitiendo a la descendía el carácter ventajoso del cuello más largo. Malthus decía que, si la población humana creciera en todo su potencial, los recursos básicos no darían abasto para sostenerla. El ritmo de crecimiento humano sólo podría verse frenado por limitaciones como catástrofes, hambrunas, epidemias o guerras. Darwin pensó que lo mismo debería ocurrir con los organismos, es decir que, dado que los recursos son limitados, el crecimiento no puede ser ilimitado. Supuso que debía existir algún factor que provocara que un gran número de organismos muriera en

cada generación, para mantener las poblaciones constantes de acuerdo con los recursos disponibles.

GENETICA DE HUMANOS

Igualmente, Darwin observó que los organismos individuales de una población diferían en cuanto a la capacidad de escapar de los depredadores, obtener recursos, aparearse y soportar las adversidades del ambiente, entre otras.

LA COMUNIDAD DE AMISH DE LANCASTER, ESTADOS UNIDOS: UN EJEMPLO DE EFECTO DE FUNDADOR.

Finalmente, Darwin pensó que por lo menos una parte de las diferencias en las características de los organismos de una población podía transmitirse a las generaciones siguientes. EVOLUCION POR SELECCIÓN NATURAL Al observar los criaderos de animales, Darwin se percató de que, mediante varias generaciones de cruces controlados, un criador podía obtener un rebaño de animales con ciertas características deseadas, por ejemplo, mayor producción de leche, mayor volumen de lana, o cierta coloración del pelo. Este proceso, llamado selección artificial, podría ocurrir de forma homóloga en la naturaleza. Si algunas características de una población fueran seleccionadas por varias generaciones, toda la población finalmente presentaría esas características. Las características seleccionadas serían aquellas que les permitirían a los organismos una mejor supervivencia y mayores posibilidades de reproducirse, y los individuos con características adversas serian aquellos que morirían sin reproducirse. A este factor de selección, que es propio del ambiente y del entorno en que viven las poblaciones naturales, le llamó selección natural. En su libro El origen de las especies, Darwin documentaba ampliamente su teoría de la evolución de las especies por selección natural. Un año antes la había publicado en unos artículos cortos firmados conjunta-lente Con Alfred Russel Wallace, investigador que, por su cuenta, había llegado a las mismas conclusiones.

POBLACIONES

EN

En el siglodebido a una persecución religiosa, una pequeña población de la religión amish migra de Suiza hacia Lancaster, Estados Unidos. La comunidad, conformada por unas cuantas parejas y unas 200 personas, creció durante más de dos siglos aislada reproductivamente de los demás habitantes. Una vez restablecido el número de individuos, se observó que la población presentaba una altísima incidencia del síndrome de Ellis-van Creveld, consistente en Brazos y piernas cortas y dedos adicionales en las manos. Aunque el índice en la población general es de un caso por cada sesenta mil nacimientos, en esta comunidad es de cinco cases por cada mil nacimientos. La explicación a este problema radica en la genética de poblaciones: una de las parejas de la población fundadora era portadora del alelo mutante y lo transmitió a través de las generaciones. La alta frecuencia original del alelo, con uno o dos sobre doscientos, el aislamiento del resto del mundo y el pequeño tamaño de la población fundadora provocaron por deriva genética una nueva población con un patrimonio genético y una frecuencia de alelos muy diferente a las poblaciones de origen en suiza.

ANEMIA FALCIFORME Y PALUDIRSMO: UN EJEMPLO DE FUERZAS SELECTIVAS OPUESTAS.

La población nativa africana se ve sometida a presiones selectivas opuestas: la anemia falciforme y el paludismo. La anemia falciforme es una enfermedad hereditaria común en África, que se rige por un gen con dos alelos, H normal y h con anemia. La enfermedad consiste en una deformación de los glóbulos rojos que dificulta la captación de oxígeno. Cuando un individuo es homocigoto hh, la enfermedad es severa y la persona posiblemente muere. Si un individuo es heterocigoto Hh, presenta una anemia Ieve y sobrevive, aunque se fatiga con facilidad. Por último, un homocigoto HH es sano para la anemia falciforme. Sin embargo, en la población africana existe otro factor de selección, causado por el parásito del paludismo. El parásito entra a la sangre y se desarrolla gracias al consumo del oxígeno en los glóbulos rojos; provoca fuertes fiebres, escalofríos y, antes de la llegada de la medicina moderna, la muerte

se presentaba en la mayoría de los casos. Sin embargo, los heterocigotos Hh para la anemia falciforme presentan una especie de inmunidad al paludismo. Debido a la poca cantidad de oxígeno en los glóbulos falciformes, los parásitos no han alcanzado su desarrollo cuando el bazo los destruye junto con los glóbulos falciformes infectados. Ante las dos presiones selectivas opuestas que se ejercen sobre la población africana, es decir, la muerte por paludismo y por anemia falciforme, hubo una evolución hacia una predominancia de heterocigotos, inmunes a ambas enfermedades. COMPETENCIA Y COOPERACION Darwin siempre atribuyó la supervivencia de las especies al ambiente, a la competencia entre los individuos de la misma especie y entre diferentes especies. Sin embargo, actualmente algunos científicos consideran que de la misma forma que ocurre competencia, puede ocurrir cooperación dentro de una especie y entre las especies, si esto incrementa su posibilidad de supervivencia. Un ejemplo de esto es el altruismo genético, que implica que algunos miembros de la población sacrifican su supervivencia o su reproducción, o ambos, para que otros miembros de la misma población puedan sobrevivir y reproducirse: las abejas obreras sacrifican su reproducción y hasta su vida para proteger a la reina (fig. siguiente), y los padres de muchas especies ponen en riesgo su propia vida para alejar a los depredadores de sus crías.

Abejas obreras: ejemplo de altruismo genético.

Otro caso de cooperación, pero entre especies, es la simbiosis mutualista, en la cual varias especies, generalmente dos, coexisten y se favorecen mutua mente. Los casos de mutualismo son muy comunes en la naturaleza, como las flores y los polinizadores, pero el liquen es uno de los más sorprendentes: un alga vive dentro de un hongo; el hongo proporciona humedad y protección al alga y el alga rea liza fotosíntesis y da alimento al hongo; juntos, pueden sobrevivir en ambientes inhóspitos, donde solos no podrían existir.

Sin embargo, no todos los rasgos o características de los organismos son adaptivos; pueden preadaptativos.  

ADAPTACION Uno de los aspectos más destacados de las teorías de Lamark y Darwin es el relacionado con las adaptaciones al ambiente de los seres vivos.

Los líquenes, sorprendente.

clima, sino también en lo biótico, como depredadores, competidores, presas, parásitos, etc. Los individuos mejor adaptados son los que tienen mayor probabilidad de supervivencia, y se reproducen más que los menos adaptados, lo cual se conoce como reproducción diferencial.

una

simbiosis

mutualista

Las especies, a lo largo de su historia evolutiva, se van adaptando a las condiciones ambientales y, para Darwin, el motor de ese pro ces o es la selecció n natural, llamada también presión selectiva. Se puede decir que un organismo está adaptado al ambiente cuando su anatomía, su fisiología y su comportamiento, entre otros, le permiten soportar y sobrevivir al medio en que normalmente se desenvuelve y a sus cambios ambientales. Es importante destacar que el ambiente no consiste solamente en lo abiótico, como agua, luz, nutrientes,

Los rasgos neutros pueden no tener ningún efecto en la adaptación del organismo. Los rasgos preadaptativos pueden estar presentes de forma neutral o cumpliendo alguna función en particular, y luego, cambian su función original por otra que es selectivamente favorable. Un ejemplo de preadaptación son las plumas: se cree que originalmente servían para aislamiento térmico y posteriormente se usaron para el desarrollo del vuelo. Otro ejemplo es el caparazón de los artrópodos, que en el mar les servía para protección y en la tierra les permitió soportar la fuerza de la gravedad. Los caracteres pueden ser adaptativos en diferente grado.

Algunos caracteres son altamente adaptativos, por lo que se mantienen en la especie de generación en generación. En algunos casos, las adaptaciones resultan tan exitosas que, en ambientes similares, especies no emparentadas pueden alcanzar soluciones semejantes, lo cual se conoce como evolución convergente. Los cambios adaptativos generados por la presión selectiva pueden ser de tres tipos como puedes apreciar en el esquema inferior: adaptaciones fisiológicas, adaptaciones etológicas o de comportamiento y adaptaciones morfológicas.

ADAPTACIONES FISIOLOGICAS, METABOLICAS Y BIOQUIMICAS. Estas adaptaciones permiten mejorar el funcionamiento interno del organismo, particularmente en ambientes difíciles. Por ejemplo, la rata canguro, el camello y el dromedario pueden hacer uso del agua derivada de la dación de las grasas para subsistir en el desierto sin necesidad de beber agua durante varios días. En plan tas, este tipo de adaptaciones es más común debido a su inmovilidad. La gran mayoría de las plantas de países con estaciones, por ejemplo, pierden sus hojas y cambian su metabolismo para enfrentar las estaciones difíciles del año. Otra adaptación fisiológica interesante es la de algunas plantas de los desiertos, como las cactáceas. Estas plantas tienen la capacidad de realizar el intercambio de gases como el CO2, necesario para la fotosíntesis, sólo en la noche. El CO2 alma cenado durante la noche les permite hacer fotosíntesis en el día sin perder el agua que se evapora, durante el intercambio de gases.

El camello y el cactus presentan adaptaciones fisiológicas para sobrevivir en el desierto.

TALLER DE APLICACIÓN DE CONCEPTOS. (GENETICA DE LOS ORGANISMOS)

1. Enuncia tres enfermedades que en la actualidad sean tratadas sobre la base de un estudio genético.

3. ¿Qué importancia tiene dicho aporte en la actualidad?

4. ¿Qué es un cromosoma y para qué sirve?

5. ¿Cuántos cromosomas tiene el ser humano?

Interprete:

2. ¿Cuál fue el gran aporte que realizaron los dos de la fotografía?

6. ¿Explica que es el genoma humano y que ha significado para la ciencia y la humanidad?

7. Asigna a las siguientes afirmaciones las palabras ADN si es una característica del ADN o Crom, si es propia de los cromosomas. a) Controla las actividades celulares. b) Todos los individuos de una misma especie tienen el mismo número. c) Se duplican durante la división celular y, una vez realizada ésta. recuperan el estado original. d) Es el responsable de las características estructurales y funcionales de cada célula y de la transmisión de estos caracteres de una célula a otra en la división celular. e) Tiene la propiedad de duplicarse durante la división celular. formando dos moléculas idénticas, para lo cual hay en el núcleo energía, nucleótidos y enzimas.

f)

Difieren en tamaño y forma, y de cada tipo se encuentran dos ejemplares, de modo que el número es de 2n (esta propiedad se denomina diplo1dia).

A partir de la siguiente lectura responde las preguntas 9 y 10.

8. Observa la ilustración y responde las preguntas.

a. ¿Qué nombre ilustradas?

reciben

las

estructuras

b. ¿En que parte de la célula se localizan?

c. ¿Qué importancia tiene para un organismo estas estructuras?

9. Según lo descrito en la lectura, se deduce que la estructura modificada por los científicos fue a. La mitocondria celular b. El núcleo de la célula c. El cromosoma celular d. La membrana celular 10. La ayuda que presta la beta defensin en el organismo consiste en a. Prevenir las infecciones bacterianas b. Producir más proteína antibacteriana c. Evitar la dependencia a los antibióticos d. Eliminar bacterias en mayor proporción.

TALLER DE APLICACIÓN DE CONCEPTOS. (TRANSMISION DE LA HERENCIA EN LOS SERES VIVOS).

3. Revuelve el siguiente problema de genética:

1. Explica por medio de un ejemplo cotidiano como se evidencia la transmisión de los caracteres en los seres vivos.

2. Designa para cada caso si corresponde a un cruce monohíbrido (CM) o dihíbrido (CD):

4. Si carolina tiene los lóbulos adheridos, ¿Cuál será su genotipo? Recuerda que los genotipos se describen con dos letras en mayúscula o en minúscula.

5. Si el padre y la madre de Carolina tiene lóbulos despegados, pero tuvieron una hija de lóbulos adheridos, ¿Cómo serán sus genotipos?

6. ¿Cuáles serán los posibles genotipos de Juan, el hermano de Carolina?, ¿Sera posible identificar su genotipo exacto?, ¿Por qué?

7. Los científicos hacen uso de un sistema llamado cuadrado de Punnet para describir la descendencia según los genotipos de los padres Completa el siguiente cuadro de Punnet y responde la pregunta 6 planteada en la anterior situación problémica.

9. En las plantas de arvejas las semillas lisas (S) son dominantes sobre las semillas rugosas (s). En un cruce genético de 2 plantas que son heterocigotas para el carácter “forma de semilla”, ¿Qué proporción de los descendientes deberían tener semillas lisas?

Gametos padre Gametos madre

a. Ninguno. b. 8. Busca las palabras en la sopa de letra y luego organízalas en un mapa conceptual que te ayude a repasar el tema.

c. d.

½ ¼ ¾

10. Responde las siguientes preguntas con base en el aprendizaje que has logrado en este capítulo. a. ¿En que medida el trabajo que en la actualidad se realiza en el campo de la genética habría sido posible sin los enunciados de Mendel? Explica.

b. Revisa en internet y en bibliotecas la biografía de Punnet y comenta en forma breve además de su cuadro que otros aportes hizo al estudio de la genética.

TALLER DE APLICACIÓN DE CONCEPTOS. ALTERACIONES GENETICOS. 1. ¿Por qué la proporción de nacimientos de niños con discapacidad cognitiva como el síndrome de Down aumenta en madres cuya edad es superior a los 40 años?

2. Identifica las alteraciones genéticas que se presentan en los dos cariotipos.

3.Lee el siguiente texto y responde las preguntas

a. De acuerdo con la lectura, ¿Cuál es la importancia de los cambios numéricos y estructurales de los cromosomas?

b. ¿Qué alteraciones cromosómicas podrían generar una mejora en las especies animales? Cita un ejemplo.

c. Explica la relación que existe entre cariotipos del punto anterior y las anomalías numéricas.

4. Analiza el patrón de herencia en hemofilia.

c. ¿Qué pasa con hemofílicos?

las

hijas

de

los

a. Elabora una explicación para el patrón de herencia en hemofilia. d. ¿En qué consiste la hemofilia?

b. ¿Quién es el portador inicial de la enfermedad y por qué?

e. ¿Qué cuidados especiales deben tener quienes padecen de hemofilia?

Las adaptaciones Pueden ser

Las plantas de hojas caducas

Fisiológicas

Etológicas

Morfológicas

Cuando actúan sobre

Cuando actúan sobre

Cuando actúan sobre

El funcionamiento interno de los organismos

El comportamiento de los animales

Las características físicas de los organismos

por ejemplo

por ejemplo

pueden ser

Los organismos de los desiertos

Horarios de actividad

Uso de herramienta s

adaptaciones estructurales

imitaciones adaptaciones

DAPTACIONES ETOLOGICAS COMPORTAMIENTO

O

DE

ADAPTACIONES ADAPTIVAS Y COLORACIONES DE ADVERTENCIA.

Este tipo de adaptaciones es más frecuente en los animales. Las adaptaciones de comportamiento son conductas que afectan la supervivencia y el éxito reproductivo de la especie. Ante una nueva presión selectiva importante para un animal, como la falta de alimento, cambiar el comportamiento puede ser una adaptación rápida y vital.

Las imitaciones adaptativas corresponden a parecidos que proveen algún tipo de ventaja a los organismos. Entre las imitaciones y coloraciones adaptativas encontramos el mimetismo y el camuflaje. Las coloraciones de advertencia permiten prevenir la depredación y los ataques mediante señales visuales identificables por los agresores.

Por ejemplo, muchos animales se ocultan de día para escapar del calor o de los depredadores, y buscan alimento en la noche o en el crepúsculo; igualmente, los reptiles regulan la temperatura de su cuerpo mediante el desplazamiento entre lugares de sol y de sombra.

• Mimetismo

Uso de herramientas por aprendizaje. Algunos comportamientos son genéticamente adquiridos y siguen las leyes de la selección natural: si el comportamiento es favorable, se selecciona y hereda en la población. Otros comportamientos son adquiridos o aprendidos y, de ser favorables, se transmiten rápidamente por imitación y aprendizaje. Un ejemplo es el uso de utensilios por parte de algunos primates y aves, que les facilita la consecución de alimentos. La adquisición de nuevas pautas de comportamiento proporciona, muchas veces, claras ventajas evolutivas.

Se refiere al parecido de un organismo a otro que habita en la misma área. En algunos casos, son organismos inofensivos que adoptan formas similares o coloraciones de organismos realmente venenosos o de mal sabor. Por ejemplo, existen moscas inofensivas con aspecto de avispas o abejas; culebras inofensivas con apariencia de serpientes venenosas, y mariposas semejantes a mariposas nocivas o de mal sabor. También existen casos de mimetismo en que un depredador se asemeja a sus víctimas o parece inofensivo. Otros casos de mimetismo se relacionan con animales que simulan estructuras falsas, como una especie de mariposa que presenta una falsa cabeza situada en el extremo posterior de su cuerpo; un depredador atacaría primero la cabeza falsa, que es más notoria que la real, sin causarle la muerte. Muchos casos de mimetismo tienen efectos en la reproducción, como en el caso de algunas especies de orquídeas, cuyas flores tienen gran parecido con la hembra de su insecto polinizador.

ADAPTACIONES MORFOLOGICAS. Las adaptaciones morfológicas son modificaciones en la forma de las estructuras o características físicas externas de los organismos. Se pueden destacar dos tipos de adaptaciones morfológicas: las adaptaciones estructurales y las imitaciones adaptativas.

Mariposa de cabeza falsa: un ejemplo de mimetismo.

TALLER. APLICACIÓN DE CONCEPTOS 1. DESARROLLA EL SIGUIENTE PALAGRAMA.

E

H

a)

b)

c) d) e)

f)

g) h)

A P B A C T D R I M F O G N I O I G J E K N L E T M I N C O Grupo de organismos de la misma especie que comparten el mismo hábitat y se reproducen entre ellos. Tipo de reproducción de algunos organismos, en los cuales la variabilidad genética se asegura gracias a la recombinación genética. Cambios producidos en el material genético de forma inesperada y al azar. Matemático inglés pionero del estudio de la genética de poblaciones. Mecanismo utilizado por la naturaleza para favorecer la existencia de aquellas especies más aptas. Mecanismo que ha permitido que los seres vivos se diversifiquen y se adapten al ambiente a partir de un antepasado común. Partículas de información genética de las que dependen los caracteres hereditarios. Proceso mediante el cual se entrecruzan los cromosomas para intercambiar información.

i) Termino genético que hace referencia al flujo de genes con otras poblaciones de una misma. j) Diferentes alternativas de un mismo gen. k) Efecto del mecanismo evolutivo “deriva genética” que se produce cuando unos pocos individuos dan origen a una nueva población. l) Tipo de reproducción de algunos organismos cuya única fuente de variabilidad son las mutaciones. m) Tipo de división celular que permite la formación de gametos. n) Tipo de selección natural que se caracteriza porque se selecciona posesivamente un extremo de una característica o un alelo de un gen.

2. Escribe al frente de cada uno de los siguientes ejemplos, el tipo de adaptación al que corresponden: a) Las personas que viven en zonas altas producen una mayor cantidad de glóbulos rojos. b) Las flores tienen colores vistosos para atraer a los insectos. c) La rana Dendrobates azul, pequeño anfibio de la selva tropical suramericana produce una exudación cutánea muy venenosa contra sus enemigos. d) Las sepias, una especie de calamar, cuando van a aparearse cambian el color de su piel de rojo a un tono más brillante y atigrado. e) Los reptiles regulan su temperatura mediante el desplazamiento de lugares de sol a los de sombra.

3. Justifica las siguientes afirmaciones. a) Las mutaciones son las promotoras del

cambio genético. b) La diversidad genética es adaptativa. c) En realidad, la selección natural no es

cuestión de ser más fuerte o más débil, sino de sobrevivir mejor al ambiente y tener éxito reproductivo. 4. La imagen muestra cinco variedades de caracoles de la misma especie. El "tordo" es un ave depredador de los caracoles terrestres, su habilidad radica en localizar los caracoles mediante el sentido de la vista y usar su pico de manera eficaz para comerlos.

Responde: a) ¿Cuál es la frecuencia genética de cada

alelo en la población? b) ¿Cuántos individuos son homocigotos para el alelo Z’? c) ¿Cuántos individuos son heterocigotos para ambos alelos? d) ¿Cuántos son homocigotos para el alelo Z? e) ¿Cuál es el alelo más común? f) ¿En qué forma cambiaría la frecuencia de esta población si estuviera aislada y si la selección natural favoreciera el alelo Z, sobre el alelo Z’? 6. El cóndor de los Andes es una especie colombiana que está en serio riesgo de extinción. Usando tus conocimientos de teoría sintética de la evolución, responde: a) ¿Qué

problema adicional poblaciones que quedan

enfrentan

diezmadas de tal forma, inclusive a) ¿Qué variedad de caracoles capturarían

más rápidamente los tordos? b) ¿Qué ventaja adaptativa representa la variación fenotípica entre individuos de la misma especie para los caracoles? 5. Observa con atención la siguiente tabla, donde se muestra la distribución de dos alelos entre cinco individuos. Especie X

Alelo Z

Alelo Z’

Genotipo

A

1

1

Z/Z’

B

1

1

Z/Z’

C

0

2

Z’/Z’

D

0

2

Z’/Z’.

E

2

0

Z/Z

Total

4

6

si se recuperan en número? b) Alguien afirma que, para incrementar la

variabilidad genética de los cóndores, estos podrían ser sometidos a agentes mutagénicos para incrementar la frecuencia de aparición de mutaciones. ¿Crees que es viable esta propuesta? ¿Tiene algún fundamento científico? ¿Cuáles serían las posibles consecuencias de tal procedimiento para la población de cóndores? 7. Imagina que en las mariposas de Manchester hubiera ocurrido una nueva mutación que les permitiera cambiar de color según el medio, corno lo hacen los camaleones. a) Predice cómo habrían variado las

frecuencias alélicas de los tres alelos en

las

las mariposas: blanco, negro y "camaleón" antes y después de la Revolución Industrial. b) ¿Qué tipo de selección natural estaría actuando sobre las mariposas? c) ¿Crees que eventualmente las mariposas negras y las mariposas blancas podrían llegar a desaparecer o podrían seguir existiendo?

PA SO S DE LA E SPE CIA CI Ó N Cuando dos poblaciones quedan aisladas reproductivamente, con el tiempo dan lugar a especies diferentes. Esto acontece en un largo proceso evolutivo que puede tardar millones de años. Según Mayr, las especies surgen como resultado de dos eventos necesarios: el aislamiento reproductivo y la divergencia genética. AISLAMIENTO REPRODUCTIVO

CONCEPTO DE POBLACIONES

ESPECIE

EN

GENETICA

DE

No existe un concepto homogéneo de especie en todas las ramas de la biología; en realidad, cada rama adopta uno propio. En genética de poblaciones se utiliza el concepto biológico propuesto por Ernest Mayr. el cual define a una especie como el conjunto de poblaciones formadas por individuos que pueden cruzarse entre sí y producir una descendencia fértil. Según Mayr, todos los individuos de una misma especie constituyen un patrimonio genético común, que se asegura mediante el flujo de genes, o migraciones, entre las diferentes poblaciones. Como consecuencia, especies diferentes deben estar aisladas reproductivamente. Sin embargo, este concepto no es universal ya que tiene excepciones como los organismos de reproducción asexual y ciertas especies de plantas que pueden generar híbridos fértiles por el cruce de especies diferentes. El proceso evolutivo mediante el cual a partir de una especie preexistente se origina una nueva especie, se denomina especiación. El resultado de la evolución es precisamente la formación de nuevas especies.

El primer paso obligado para que ocurra la especiación consiste en una interrupción del flujo de genes entre dos o más poblaciones. Contrariamente, si dos poblaciones mantienen un flujo de genes, aun estando separadas geográficamente, mantendrán su unidad como especie.

La forma como ocurre el aislamiento reproductivo determina dos tipos de especiación: la especiación alopátrica y la especiación simpátrica.

ocurre en el mismo espacio geográfico, y da lugar a una especiación simpátrica.

 La especiación alopátrica (alo-separada) ocurre cuando el aislamiento entre poblaciones se debe a una barrera geográfica, como un río o una montaña. Por ejemplo, dos poblaciones de mariposas pueden quedar separadas a causa de una formación geológica, lo cual las aisla reproductivamente.  La especiación simpátrica (sim-única, misma) ocurre en aquellas poblaciones que quedan aisladas reproductivamente, aun compartiendo el mismo espacio geográfico. En dicho caso, el aislamiento reproductivo ocurre por medio de otros procesos que impiden el encuentro reproductivo entre las parejas potenciales. Como puedes apreciar en el cuadro de la siguiente página, la especiación simpátrica puede darse por diferentes casos de aislamiento reproductivo, tales como el aislamiento ecológico, el aislamiento por comportamiento y el aislamiento morfológico, entre otros. Por ejemplo, pueden ocurrir que, a pesar de vivir en el mismo lugar, por alguna razón las mariposas blancas y negras de una misma especie no puedan reconocerse y reproducirse entre ellas. En este caso, el aislamiento reproductivo

Por otro lado, el aislamiento reproductivo también asegura que, una vez ocurrida la especiación, las especies diferentes se mantengan separadas reproductivamente para evitar la formación de híbridos. DIVERGENCIA GENETICA Una vez ocurre el aislamiento, cada una de las poblaciones diverge genéticamente de la otra. Cuando las poblaciones son lo suficientemente diferentes como para no poder volver a formar híbridos, ocurre la especiación. La divergencia genética es provocada por cualquiera de los mecanismos de evolución antes vistos. Supongamos que, en el ejemplo de las poblaciones de mariposas separadas por la barrera geográfica, en uno de los lados existan abedules oscuros, por lo que las mariposas negras se verán favorecidas por la selección natural; y en el otro existan abedules con líquenes blancos, por lo que se verán favorecidas las mariposas blancas. Las dos poblaciones, sometidas a presiones selectivas diferentes, seguirán procesos evolutivos diferentes y ampliarán su divergencia genética. Después de un largo tiempo, las poblaciones formarían

especies diferentes, aisladas reproductivamente, incluso si volvieran a compartir de nuevo el mismo espacio. En este caso, el mecanismo evolutivo causante de la divergencia genética es la selección natural. La velocidad a la que ocurre la divergencia genética, y por tanto la especiación, depende de muchos factores. Por ejemplo, la deriva genética favorece y acelera la divergencia genética; igualmente, si las presiones selectivas son muy fuertes, la divergencia ocurre en menor tiempo que si no lo son. No existe un modelo de especiación que se adapte a todos los organismos. En cada uno pueden actuar uno pueden actuar uno o mas mecanismo de aislamiento reproductivo diferentes.

ESPECIACION SIMPATRICA

ESPECIACION ALOPÁTRICA Tiene lugar cuando los individuos de una población quedan separados por barreras geográficas. A continuación, veras dos ejemplos de especiación alopátrica: uno, en caracoles de mar y otro, en guacamayas.

Se produce cuando dos o más poblaciones, a pesar de compartir un mismo lugar y no estar separadas por barreras geográficas, no intercambian material hereditario. Muchos mecanismos de aislamiento permiten este tipo de especiación. Las diversas especies de currucas, por ejemplo, aves comunes de los bosques de coníferas de América del

norte, pueden coexistir en un mismo árbol, ya que capturan el alimento a distintas alturas. Este es un caso de aislamiento ecológico. AISLAMIENTO POSCIGOTICO

Inviabilidad de los híbridos, Los híbridos son eliminados antes o poco antes de alcanzar la madurez sexual, por ejemplo, con el cruce entre cabras y ovejas.

AISLAMIENTO PRECIGÓTICO Aislamiento sexual y morfológico Ocurre cuando los organismos tienen diferencias morfológicas que impiden su reproducción, o cuando la madurez sexual se presenta en diferentes épocas del año. Por ejemplo, las diferencias de tamaño impiden la hibridación entre dos especies de sapos Bufo.

ESTERILIDAD DE LOS HÍBRIDOS

Se da cuando el hibrido sobrevive y es sano, pero le es imposible reproducirse. Tal es el caso de la mula, que es un hibrido entre un caballo y un burro: es fuerte y vigorosa, pero estéril.

AISLAMIENTO ECOLÓGICO Se basa en la existencia de hábitats y nichos ecológicos distintos, como vimos en el ejemplo de las dendroicas. Aquí, las flores de estas dos especies de orquídeas son visitadas por polinizadores diferentes: las abejas prefieren las flores de color violeta mientras que los colibríes prefieren las de color amarillo intenso.

AISLAMIENTO ETOLÓGICO COMPORTAMIENTO

O

POR

Se basa en patrones de comportamiento muy diferentes. Por ejemplo, estas dos especies de cormoranes conviven en el mismo hábitat, pero su patrón de cortejo nupcial y galanteo es muy distinto.

MORTALIDAD DE GAMETOS No existe atracción entre los gametos masculinos y femeninos. Es usual es en organismos de fecundación externa como la Mayoría de los peces.

EXTINCION DE LAS ESPECIES A pesar de la enorme riqueza de especies que existe hoy en día, los paleontólogos calculan que son apenas el 0,01% de las especies que han existido. Especies gigantes como los dinosaurios

o los mastodontes, o tan pequeñas como las bacterias han cesado de existir a lo largo de la historia de la Tierra. Se reconocen fundamentalmente' vas por las cuales las especies desaparecen: extinciones graduales y macro extinciones o extinciones en masa. Las extinciones graduales son fenómenos locales que involucran la desaparición de pocas especies y que toman bastante tiempo geológico. Generalmente, están relacionadas con cambios en el hábitat o en la eliminación de especies por competencia por depredación a causa de otras especies. En estas extinciones, mecanismos darwinianos o como la selección natural y la adaptación, son fundamentales. Un caso muy conocido es la extinción de gran parte de la fauna de Suramérica por competencia depredación por parte de la fauna de Norteamérica, debido a la formación geológica del Puente de Panamá. Las macro extinciones son fenómenos que involucran muchísimas especies y que generan extinciones en masa. Generalmente, son provocadas por grandes catástrofes y ocurren relativamente en poco tiempo geológico. Muchos científicos creen que, en este tipo de extinciones entran en juego procesos diferentes a los darwinianos, más relacionados con el azar y con la deriva genética que con las adaptaciones y la selección natural. Uno de los ejemplos más nombrados es la extinción de los dinosaurios hace 60 millones de años.

UN NUEVO ARBOL DE LA VIDA Según el árbol evolutivo propuesto por Darwin todos los organismos estamos relacionados por antepasados comunes y eventualmente todos provenimos de, un único organismo. Con la

Los resultados de la filogenia molecular aportaron nuevas luces. Por un lado, se confirmaba en buena medida la teoría de la endosimbiosis, como la forma en la cual los eucariotas adquirieron sus organelos: los genes presentes en las mitocondrias y los cloroplastos eran muy similares a los de las bacterias aerobias y las cianobacterias, respectivamente. Por otro lado, los estudios indicaban que el dominio procariota no era homogéneo, ya que incluía a unos organismos procariotas que están tan alejados de las bacterias como las bacterias distan de los

invención de la filogenia molecular en los años sesenta, que consiste en comparar el ADN, el ARN y las proteínas de los organismos para determinar sus relaciones de parentesco evolutivo, los científicos se pusieron en la labor de dibujar el árbol de la vida desde la raíz.

eucariotas. Estos organismos, llamados arqueobacterias, fueron incluidos en un nuevo dominio: Archaea. Entre las muchas diferencias con las bacterias verdaderas, las arqueas utilizaban proteínas diferentes para las mismas funciones celulares básicas, como la trascripción y la traducción. En cambio, estas proteínas arqueanas presentaban muchas similitudes con las de los eucariotas, por ejemplo, la proteína que copia el ADN en ARN durante la transcripción, y las proteínas que conforman los ribosomas. De esta manera, se

sugirió un árbol de la vida que gozó de bastante credibilidad: las bacterias y las arqueas compartían un ancestro común; las arqueas, a su vez, eran los ancestros de los eucariotas. Los eucariotas habían adquirido ciertos genes bacterianos cuando asimilaron en su interior a las bacterias aerobias y a las cianobacterias y las convirtieron en mitocondrias y cloroplastos. EL ANTIGUO ÁRBOLSETAMBALEA En las últimas décadas se ha recopilado una enorme cantidad de genomas completos pertenecientes a los tres grandes dominios, y el antiguo árbol de la vida parece tambalearse desde su raíz:  Primero, se han encontrado muchos genes bacterianos en el ADN de los eucariotas que no tienen nada que ver con la respiración o la fotosíntesis y, sin embargo, cumplen funciones vitales.  Segundo, muchas arqueas también poseen varías genes vitales que son de origen bacteriano.  Tercero, muchos genes de los eucariotas no tienen antecedentes en arqueas o bacterias.

Todo esto nos indica que el antiguo árbol peca por ser demasiado simple. Una posible solución al enigma se encuentra en la capacidad que tienen algunas bacterias de transferir fragmentos de ADN de unas especies a otras. Por ejemplo, se ha observado que algunas bacterias pueden heredar entre especies su

capacidad para resistir a algunos antibióticos. Este proceso, llamado transferencia lateral, es muy particular porque implica un tipo de evolución nodarwiniana, que no ocurre en los eucariotas. LA NUEVA DELAVIDA

PROPUESTA

DE

ÁRBOL

El nuevo árbol, propuesto en los últimos años por Ford Doolittle, no habla de un único ancestro común, sino de una comunidad ancestral común de células que fueron evolucionando paralelamente. Estas células originales iban transfiriendo las características que adquirían unas a otras, mediante evolución lateral. Posteriormente, gas ramas se fueron independizando para establecer los dominios Archaea, Bacteria y Eukarya, y posiblemente otros ya extintos. Luego, los eucariotas diseñaron mecanismos para evitar la transferencia lateral de genes, por lo que su evolución hada la copa árbol presenta ramificaciones darwinianas. Aunque este árbol es apenas un modelo de lo que pudo haber ocurrido realmente, carece de la simplicidad del primer modelo y tal vez es más acorde con la complejidad de la naturaleza en. La información futura nos confirmará esta nueva propuesta o probablemente nos traerá nuevos árboles de la vida.

TALLER. APLICACIÓN DE CONCEPTOS. 1. Escribe las novedades evolutivas principales de cada grupo, según corresponda:

4. Escribe F, si el enunciado es falso, o V, si es verdadero. Justifica los enunciados verdaderos y corrige los falsos. Los mamíferos y las aves son organismos ectotermos. El diseño de las patas de algunos reptiles fue lo que les permitió dar origen a los mamíferos. Los equidnas y los ornitorrincos alimentan a sus crías mediante glándulas mamarias. El desarrollo de las crías de los mamíferos marsupiales ocurre dentro de la placenta. La circulación de los mamíferos es igual que la de las aves. 5. Relaciona mediante una línea las columnas

2. Explica la razón por la cual se dan las siguientes afirmaciones. Ayúdate con ejemplos. a) Los organismos multicelulares requieren de un medio interno. b) Para los organismos multicelulares es indispensable el proceso de la digestión. c) Los organismos multicelulares requieren de un sistema de transmisión de la información. d) Los organismos multicelulares necesitan sistemas de. sostén.

3. Establece las diferencias que existen entre: a) Animales ectotermos y animales endotermos. b) Mamíferos marsupiales y mamíferos monotremas. c) Un Neandertal y un Cro-Magnon. d) Adaptaciones culturales conscientes y adaptaciones culturales simbólicas.

6. Qué hace que las plantas con flores dominen prácticamente la Tierra, exceptuando en las regiones frías, donde prevalecen aún las conífe .as? ¿Qué hace que aún perduren las coníferas en estas regiones frías? 7. Escribe un informe donde expliques la evolución de ser humano a partir de los mamíferos insectívoros arborícolas, hasta la evolución de una cultura, que nos hace diferentes de otros organismos. Resalta especialmente las novedades evolutivas principales que fueron apareciendo en cada etapa. 8. Responde: a) ¿Por qué se dice que tanto los pteridófitos y los

anfibios como las gimnospermas y los reptiles, presentaron un desarrollo evolutivo paralelo? b) Enuncia las ventajas evolutivas que trajo consigo la aparición del celoma. e) ¿Qué ventajas tuvieron los primates al descender directamente de un mamífero insectívoro arborícola?

10. Las aves presentan características anatómicas y funcionales que les permiten dominar el aire con maestría y perfección. En relación con esto, ¿qué ventajas les otorga el hecho de poseer reproducción ovípara?

d) ¿Qué ventajas a nivel social, tuvo el hecho de

que los seres humanos implementaran la caza como método de alimentación? e) ¿Qué ventajas tiene la evolución cultural con respecto a la evolución biológica? 9. Algunas personas tienen la idea de que el ser humano viene del chimpancé y del gorila. Justifica por qué no es cierta esta afirmación.

11. Dos arqueólogos han encontrado restos fósiles de: Australopithecus afarensis, Horno ergaster, Horno neandertalensis y Homo sapiens. ¿Cómo hacen estas personas para diferenciar uno de otro y poderlos clasificar? 12. En el futuro los agujeros en la capa de ozono y las enormes emisiones de CO2 han cambiado mucho las condiciones ambientales. En la región donde vives los

inviernos alcanzan 240°C y los veranos 60°C. Eres un biólogo y debes escribir un informe de las condiciones en las que tienen que vivir los seres vivos en la Tierra en tu presente para la posteridad. En el informe, debes indicar las especies que han sobrevivido y cómo han sobrevivido.  

¿Qué plantas crees que podrían estar adaptadas a ese futuro? ¿Qué tipos de animales podrían existir? ¿Qué adaptaciones al nuevo ambiente te imaginas que podrían presentar estos organismos? Explica tu respuesta.

13. ¿Crees que los mamíferos y las aves se habrían podido diversificar si no se hubieran extinguido los dinosaurios? ¿Crees que nosotros podríamos existir?

puede ser explosiva o puede ser tranquila, dependiendo principalmente, de la composición, viscosidad y tempera tura de la lava; sus efectos pueden ser más o menos destructivos en la corteza.

LA ACTIVIDAD SÍSMICA Los sismos, los temblores y los terremotos, ocurren como resultado de fricciones y tensiones entre con juntos de roca sólida, en determinadas zonas de la corteza, que se manifiestan en una breve y brusca sacudida en la superficie.

EVOLUCION DE LA CORTEZA TERRESTRE Una vez establecidos todos los componentes de nuestro planeta, agua, corteza y atmósfera, la Tierra no permaneció estática. Por el contrario, desde su formación, nuestro planeta ha estado en constante dinámica y en permanente cambio, tanto en su estructura como en su composición. El conjunto de accidentes geográficos en la superficie terrestre, o relieve, como lo vemos hoy, ha sido modificado a través de la historia de nuestro planeta mediante dos tipos de procesos geológicos: los procesos geológicos internos o endógenos y los procesos geológicos externos o exógenos. LA ACTIVIDAD VOLCÁNICA El vulcanismo permite la llegada de los materiales del magma interno a la corteza externa. El magma es una masa de rocas fundidas, rico en gases, que se encuentra en el manto terrestre a temperaturas entre los 700 y los 1.200°C. A través de los volcanes, el magma asciende lentamente desde el interior de la Tierra, y brota con la erupción del volcán y el derramamiento en forma de lava. Esta erupción

Cuando la energía acumulada durante cierto tiempo se libera de forma instantánea, se produce un terremoto. Dependiendo de la intensidad de los terremotos o de los temblores, pueden originar diferentes efectos en la corteza: grietas, fisuras, desprendimiento de bloques de roca y aludes en las montañas, entre otros. LA ACTIVIDAD TECTÓNICA La corteza exterior de la Tierra, también llamada litosfera, no es una unidad rígida. Por el contrario, está dividida en grandes bloques, o placas tectónicas, que se desplazan horizontalmente sobre una capa viscosa, al igual que lo hacen grandes bloques de hielo que flotan sobre el agua. Dichos fragmentos, sobre los cuales reposan los

continentes, chocan, se alejan o se rozan lateralmente, lo que se conoce como la actividad tectónica de la Tierra. A lo largo de la evolución del planeta, la actividad tectónica ha sido responsable del movimiento de los continentes y de la formación de supercontinentes, océanos. arcos de islas, montañas y cordilleras, entre otros. La tectónica de placas también explica la distribución global de los terremotos y volcanes, y la formación de pliegues y fallas. En el fondo de los océanos se han encontrado verdaderas cordilleras sumergidas, las dorsales oceánicas, que se extienden a lo largo de 65.000 km por los océanos de todo el mundo. Estas dorsales son puntos de renovación y expansión de la litosfera, ya que el magma que brota de ellas se solidifica en roca y se agrega a la corteza externa. Estas zonas de separación de placas, llamados bordes divergentes, son las responsables de la formación de océanos.

TALLER. APLICACIÓN DE CONCEPTOS 1. Busca en la siguiente sopa de letras los nombres de diez organismos, extintos o sobrevivientes.

2. Relaciona, mediante una línea, las columnas.

Organízalos en la siguiente tabla en orden cronológico e indica la era y período en el que aparecieron sobre el planeta.

3. Representa cada uno de los eventos descritos a continuación en su espacio geológico correspondiente.

5. En la gráfica que aparece a continuación se ha representado la historia de la Tierra en un periodo de 12 horas. a) ¿A qué porcentaje corresponde cada uno de los

Eón: Arqueozoico-Proterozoico-Fanerozoico Eventos  Primeros organismos multicelulares: hongos,

esponjas, cnidarios.  Primera colonización de pequeñas plantas

terrestres.  Diversificación de vertebrados terrestres: reptiles

mamiferoides.  Aparición de la fotosíntesis.

tiempos geológicos representados en la gráfica? b) Si la Tierra se formó hace 4.800 millones de años, calcula cada una de las siguientes situaciones, teniendo en cuenta el gráfico:  Tiempo transcurrido, en millones de años, entre el inicio del eón arqueozoico y finalización del eón proterozoico.  Tiempo transcurrido entre la era paleozoica y la era mesozoica.  Tiempo transcurrido entre la era mesozoica y la era cenozoica. c)

Según la gráfica ¿se podría afirmar que los eones arqueozoico y fanerozoico abarcan la mayor parte del tiempo mientras que el hombre sólo aparece en los últimos segundos? Justifica tu respuesta.

 Invasión definitiva del mundo terrestre: plantas

vasculares primitivas y primeros artrópodos.  Diversificación de cucariotas unicelulares: pro-

tozoos y algas.  Gran explosión biológica; animales con esqueleto:

trilobites y braquiópodos.  Diversificación de las células anaerobias.  Primeros anfibios e insectos.  Grandes pantanos con bosques de helechos, libélulas gigantes y reptiles.

4. Organiza cada serie de organismos desde el más antiguo hasta el más reciente, según su aparición sobre la Tierra:  Insectos, reptiles primitivos, reptiles mamiferoides, seres humanos, peces, anfibios primitivos, protozoos, aves.  Helechos, angiospermas dicotiledóneas, algas unicelulares, gramíneas, gimnospermas primitivas, algas marinas primitivas, plantas terrestres similares a musgos.

6. ¿Por qué el exoesqueleto de los artrópodos que habitaban en el mar puede considerarse como una preadaptación para la vida en la tierra?

7. En un desierto, a 2.000 ni de altura, se han encontrado fósiles de animales con concha, tales como caracoles, trilobites y abundantes nautiloideos y braquiópodos. a)

¿Qué clase de ecosistema existió posiblemente en este lugar? Justifica tu respuesta. b) ¿Cómo crees que llegó a encontrarse a 2.000 m de altura y a convertirse en un desierto? c)

¿En qué período es más probable que vivieran estos organismos?

d)

¿Qué otros organismos fósiles se podrían encontrar con una búsqueda exhaustiva?

8. Explica la forma y los sucesos ocurridos cuando las plantas acuáticas llegaron por primera vez a la tierra firme.

TALLER. APLICACIÓN DE CONCEPTOS 1. Explica la diferencia que existe entre: a) Fecundidad y fertilidad. b) Longevidad fisiológica y longevidad ecológica. c) Crecimiento exponencial y crecimiento logístico.

2. Relaciona, con una línea, las columnas. 9. ¿Cómo se puede explicar la presencia de carbón en regiones como la Antártica y Groenlandia que, actualmente, están cubiertas de hielo?

10. Algunos fósiles señalan que hubo grupos de insectos que se diversificaron paralelamente con la diversificación de las angiospermas. ¿Cuál es la posible explicación para esto? ¿Cuáles fueron esos grupos?

11. Responde y justifica tu respuesta. a) ¿Es posible que ocurran más glaciaciones en el planeta Tierra? ¿Por qué? b) ¿Las glaciaciones han aportado algo a la evolución de los seres vivos? Explica.

3. Establece diferencias entre las estrategias reproductivas r y k, en cuanto a: •Número de descendientes. • Longevidad. •Cuidado de las crías. • Edad reproductiva. •Tamaño de las poblaciones.

4. Un biólogo desea hacer un conteo de población de individuos de una especie de armadillo, en un área de 10 km2, en los Llanos Orientales de Colombia. a)

¿Cuál es el método más práctico para establecer la densidad poblacional de este animal? b) A partir de los siguientes datos, calcula la densidad de población del armadillo.  Día 1: número de individuos capturados 20.  Día 2: número de individuos capturados 30, de los cuales 12 son recapturados,

b) El capibara o chigüir o t i e n e u n p e r i o d o de gestación de 150 días y nacen del a 8 crías. c) El mono lanudo de Suramérica tiene un período de gestación de 233 días y produce una cría a la que provee cuidado parental. d) La tortuga verde deposita 6 a 7 grupos de más. de 100 huevos, cada dos semanas, en la época de eclosión. e) El armadillo gigante, tiene un período de gestación de 4 meses y produce una cría que a los 12 meses es madura sexualmente. f) Un bocachico pone cerca de 300 mil huevos cada año en época de subienda.

5. Observa la siguiente tabla.

Responde: a)

¿Cuál de estas especies tiene una mayor fertilidad?

b)

¿Cuál de estas especies presenta un mayor potencial biótico?

e) ¿Cuál de estas especies tiene una mayor longevidad ecológica? d) ¿Cuál de estas especies consideras que presenta mayores ventajas, para mantener una densidad poblacional más o menos estable? Justifica tu respuesta. 6. Clasifica los siguientes ejemplos, de acuerdo con la clase de estrategia reproductiva que presentan. Justifica cada respuesta. a) La mosca doméstica produce 7 generaciones cada año, cada una de 120 crías.

7. Menciona dos estrategias adaptativas que puede presentar unaplanta del desierto de la Guajira para reducir el crecimiento poblacional y sobrevivir en estos suelos que se caracterizan por tener un recurso hídrico muy escaso 8. La zarigüeya es el marsupial más representativo de Suramérica. Un ecólogo estudia una población de esta especie en un área determinada por un período de 10 años, y determina que la natalidad promedio es de 40 zarigüeyas por año, la mortalidad es de 30 zarigüeyas por año, la inmigración alcanza a 3 zarigüeyas por año y la emigración es de 8 zarigüeyas por año. Responde: a) ¿Cuál es el valor de la tasa de crecimiento por año para esta especie? ¿Qué significa este valor? b) ¿La población de zarigüeyas está creciendo o decreciendo? ¿Si está creciendo, lo hace exponencialmente? c) Si la población inicial era de 15 zarigüeyas, ¿cuál debe ser la población al final de los 10 años?

9. Lee las siguientes observaciones acerca de una población, compuesta de cinco parejas. 

Observación 1: cada año, cada pareja de esta especie, produce 10 hijos, 5 machos y 5 hembras.



Observación 2: cada año, todos los padres mueren antes de la siguiente época de procreación.



Observación 3: cada año, todos los hijos viven durante la siguiente época de procreación.

 Observación 4: durante el estudio, no se presentaron migraciones ni inmigraciones. Responde: a) ¿Cuál es la tasa de crecimiento poblacional para esta especie? b) ¿Cómo es la tasa de natalidad con respecto a la de mortalidad? c) ¿Cómo se afectaría el crecimiento de la población si, cada dos años, se reprodujera sólo la mitad de la población inicial y luego murieran todos los padres? d) ¿Cómoseafectarla el crecimiento de la población si 2 de 5 hijos, tanto macho como hembra, murieran antes de la siguiente época de reproducción?