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DESAFÍO Nº 2Profesor Mauricio Hernández Fonseca
Biología – 2° Medio
Nombre del Estudiante : ________________________________ Curso :
__________
DEL NÚCLEO CELULAR AL ADN
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
¿QUÉ ES UN PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN?
Es una pregunta que se plantea el investigador o la
investigadora luego de observar e identificar las variables
involucradas en el
estudio. Estas son: la variable manipulada o independiente y la
variable respuesta o dependiente.
De la observación emergen las variables que están presentes
tanto en el problema de investigación como en la hipótesis.
Recuerda que el problema debe formularse considerando el posible
efecto de la variable independiente sobre la dependiente.
Pasos para plantear un problema de investigación
Paso 1: observar el fenómeno que se desea estudiar.
Paso 2: identificar las variables involucradas.
Paso 3: relacionar las variables en una pregunta.
Actividad 1: Importancia del Núcleo para la Célula
En la medida en que se descubría que el núcleo era una
estructura característica de las células eucariontes, resultó ser
una gran
motivación para los científicos determinar su función. Fue así
como en la década de 1930 Joachim Hämmerling realizó uno de
los experimentos más reveladores respecto de la función del
núcleo.
Procedimiento experimental previoHämmerling trabajó con una
célula bastante grande que constituye a un organismo
unicelular llamado acetabularia, alga marina que puede alcanzar
un tamaño de 10
cm de alto. En las figuras se presentan dos especies de esta
alga.
Estas dos especies se diferencian en la forma de la umbela o
sombrerillo. En
Acetabularia crenulata es irregular y
en Acetabularia mediterranea es circular. En el
pie del alga se destaca la presencia del núcleo.Uno de los
trabajos experimentales de Hämmerling se basó en la observación de
la
gran capacidad de estas algas para regenerar su umbela cuando la
perdían, ya que
tiempo después de perderla volvían a desarrollar la umbela
correspondiente.
Hämmerling se preguntó si esta capacidad
de regeneración dependía de la
información genética contenida en el
núcleo, por lo que hizo un experimento
en el que extrajo el núcleo en ambas
especies, lo que le permitió observar
como resultado que no se generaba una
nueva umbela.
Revisado
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Planteamiento del problemaEl trabajo experimental anterior fue
precedido por la observación atenta de Hämmerling del fenómeno de
regeneración celular.
Así identificó claramente las variables involucradas.
a. Variable manipulada o independiente: la presencia de
núcleo.
b. Variable respuesta o dependiente: la regeneración de la
umbela.
Identificadas las variables, las relacionó y planteó el
siguiente problema: ¿Qué relación existe entre la presencia de
núcleo y la regeneración de la umbela de acetabularia?
A partir de la información anterior, responde.
a. ¿Cómo se relaciona la observación con la identificación de
las variables?
b. ¿Cómo se relaciona el experimento con las variables del
problema?
c. Menciona los pasos para plantear un problema de investigación
cualquiera.
Obtención e interpretación de resultadosLos resultados del
experimento anterior confirmaron la hipótesis del científico, en la
que
sostenía que la regeneración de la umbela dependía
exclusivamente del material
genético contenido en el núcleo. Es por eso que las algas sin
umbela y con sus núcleos
extraídos no regeneraron los sombrerillos. Sin embargo,
Hämmerling no se conformó
con esta interpretación, y para reconfirmarla diseñó el
siguiente experimento:
Cortó los pedúnculos a nivel de la umbela y a nivel del pie, y
los intercambió. Quedaba
entonces el pie de A. crenulata con el pedúnculo de A.
mediterránea y el pie de A.
mediterranea con el pedúnculo de A. crenulata (ver 1)
El resultado fue sorprendente, ya que las umbelas que se
regeneraron fueron las que
correspondían al pedúnculo y no a las del nuevo pie (ver 2).
¿Acaso eran erróneas sus
ideas respecto al núcleo como centro de control celular?,
¿contenía el pedúnculo
sustancias que permitieran la regeneración de la umbela? Si las
umbelas se regeneraban
según el pedúnculo que tenían, significaba que habría una
“sustancia” contenida en
ellos, producida en el núcleo original, que viajaría hacia la
parte superior del pedúnculo y
regeneraría a la umbela. Por venir del núcleo original,
Hämmerling asumía que en algún
momento esta sustancia se agotaría (su acción sería
transitoria).
La curiosidad de Hämmerling lo llevó a seguir investigando, y
surgió con ello un nuevo
problema que guió el resto de su investigación:
¿Qué sucedería si a las algas regeneradas de la experiencia
anterior les cortara las
umbelas?
Formulación de hipótesis y elaboración de conclusiones
a. Según lo anterior, ¿qué hipótesis formularías?
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Para comprobar si su hipótesis era correcta, Hämmerling
desarrolló el siguiente diseño
experimental: a las algas con la umbela regenerada según el
respectivo pedúnculo
(experiencia anterior) les cortó las umbelas y esperó a que se
regeneraran.
Como resultado encontró que se formaron las umbelas
correspondientes al pie del alga y no
al pedúnculo (ver 3). ¿Increíble no? Confirmó sus resultados
luego de permitir que estas se
regeneraran varias veces.
b. Elabora la conclusión del experimento. Recuerda que esta debe
aceptar o rechazar la hipótesis a partir de los resultados
obtenidos.
COMPRENSIÓN LECTORA
CROMOSOMAS
Durante la división celular el cromosoma está formado por
dos
filamentos idénticos. Cada filamento es una cromátida que
permanece
unida en una región especializada llamada centrómero. Cada
cromátida es una molécula única de ADN idéntica al ADN del
cromosoma original antes de su duplicación. Las dos zonas de
una
cromátida separadas por el centrómero reciben el nombre de
brazo.
Características constantes del cromosoma:
Cada especie biológica tiene un número característico de
cromosomas
en todas sus células, que se mantiene constante. El número
de
moléculas de ADN o cromosomas es característico de cada
especie.
En un organismo que se reproduce sexualmente distinguimos dos
tipos
de células: células somáticas (o del cuerpo) y células
sexuales (ogametos). Las células somáticas tienen en su
núcleo los cromosomas
de a pares, es decir son diploides.Cada miembro del par de
cromosomas es conocido como homólogo o cromosoma homólogo. Estos
cromosomas homólogosprovienen uno del padre y lleva su versión de
los genes, y el otro de la madre es portador de los genes de origen
materno.
Las otras células, las sexuales o gametos sólo contienen un
ejemplar de cada pareja de homólogos como resultado de la
meiosis,
y se dicen haploides. De la fusión de los dos gametos haploides
se formará un cigoto diploide, con el número de
cromosomascaracterístico de la especie.
El número total de cromosomas de una célula diploide se designa
2n, el correspondiente a humanos es 2n= 46. El númerohaploide de
las gametos se designa n, y en humanos es n= 23 cromosomas.Además,
la forma de cada cromosoma se mantiene también constante de una
generación a otra y es la misma para todos los
individuos normales de la misma especie.
Las proporciones relativas de los brazos entre sí y el tamaño
relativo de los cromosomas son también constantes.
Actividad 2: Cromosomas eucarióticos
1. Indica si las siguientes frases son correctas o
incorrectas, colocando C o I en el espacio asignado, según
corresponda.
a. ____ El ADN es un tipo de lípido.
b. ____ El ADN es un tipo de biomolécula.
c.
____ La cromatina está conformada exclusivamente por
ADN.d. ____ La molécula de ADN es visible al
microscopio óptico.
e. ____ Los cromosomas son el resultado del
enroscamiento de la molécula de ADN.
f. ____ Los cromosomas se hallan en el interior del
núcleo.
g. ____ El ADN tiene función energética.
h. ____ La molécula de ADN contiene la información
hereditaria del organismo al que pertenece.
i. ____ En las células sexuales humanas no hay
ADN.
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2. ¿Cuántos cromosomas tendrá...
a. la célula neuronal del ratón? _____
b. el espermatozoide del cerdo? _____
c. una célula del tallo de la planta de papa? _____
d. el óvulo del chimpancé hembra? _____
e. una célula de la piel del gato? _____
¿Por qué?
ANÁLISIS DE ESQUEMAS
ESTRUCTURA DEL ADN
“El Modelo de Watson y Crick”
Esta molécula constituye el principal material genético de los
seres vivos. Contiene la información necesaria para la
conformación y funcionamiento de los organismos gracias a su
capacidad de expresión. Dentro de la estructura del ADN, las
bases nitrogenadas son las que codifican la información
genética, ya que es su secuencia la “descifrada” por los ribosomas
y
“convertida” en moléculas químicas.
El ADN se define químicamente como un polímero de monómeros.
Cada monómero se denomina nucleótido, el que a su vez
está compuesto por un grupo fosfato (P), un azúcar desoxirribosa
(D) y una base nitrogenada, que puede ser una de estas cuatro
posibilidades: adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina
(G).
Tanto el grupo fosfato como la base nitrogenada están unidos a
la desoxirribosa, que corresponde a una pentosa, azúcar de 5
carbonos. El grupo fosfato de un nucleótido se une a la pentosa
de otro nucleótido, formando una cadena. El ADN es una
molécula que está compuesta por dos cadenas de nucleótidos que
se unen entre ellas a través de bases nitrogenadas
complementarias: A con T y C con G. Esta doble hebra se pliega y
adquiere su forma helicoidal característica.
Actividad 3: El modelo del ADN
Observa las siguientes figuras y luego completa la tabla
correspondiente:
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Nota: Adenina y Guanina = Base púrica, Citosina y Timina =
Base pirimídica
Característica de la molécula de ADN
Bases nitrogenadas de ADN
Complementariedad entre las bases
nitrogenadas
Pentosa de ADN
Sitios de unión entre la pentosa, la
base nitrogenada y el fosfato
Uniones dentro de la hebra
Uniones entre hebras
Dirección de las hebras
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Actividad 4: Preguntas de selección múltiple
1. En el modelo de ADN de Watson y Crick, las hebras se
caracterizan porque
I. tienen una disposición antiparalela.
II. se unen por puentes de hidrógeno las bases
nitrogenadas.
III. se unen las bases en forma complementaria A-T y
C-G.
A.
sólo I.B. sólo II.
C. sólo III.
D. sólo I y II.
E. I, II y III.
2. ¿Qué pareja(s) de conceptos está(n) correctamente
combinada(s)?
I. Pares de bases complementarias = adenina y citosina
II. Bases = adenina, fosfato, citosina y guanina
III. Azúcar de 5 carbonos = Desoxirribosa
A. Sólo I
B. Sólo II
C. Sólo III
D.
Sólo I y IIE. Sólo II y III
3. El esquema ilustra dos nucleótidos de ADN. 1 y 2
representan, respectivamente,
A. fosfato y ribosa.
B. desoxirribosa y fosfato.
C. fosfato y desoxirribosa.
D. fosfato y base nitrogenada.
E. desoxirribosa y base nitrogenada.
4.
Respecto de la molécula de ADN es incorrecto afirmar queA.
es un polímero.
B. es bicatenario
C. el nucleótido es su unidad estructural.
D. siempre se une una base púrica con una pirimídica
E. entre citosina y guanina se forman dos puentes de
hidrógeno.
5. Para la siguiente secuencia de ADN: ATC GGA TAG,
determine la hebra complementaria
A. TTG CCT ATG
B. TAG GGA TAC
C. TAG CCT ATC
D. AAG CCT ATC
E. UAG GGT AUC
6.
Al extraer el ADN nuclear y luego degradarlo, se obtiene(n) como
producto(s)
I. fosfatos.
II. ribosas.
III. bases nitrogenadas.
A. Sólo I.
B. Sólo II.
C. Sólo I y III.
D. Sólo II y III.
E. I, II y III.
