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Biología. 2º bachilleratoUnidad 12. Reproducción celular
C.E.M HIPATIA-FUHEMProfesor: Miguel Ángel Madrid
12 La reproducción celular
Biología. 2º bachilleratoUnidad 12. Reproducción celular
C.E.M HIPATIA-FUHEMProfesor: Miguel Ángel Madrid
12 El ciclo y la reproducción celular
1. La vida de la célula2. El ciclo celular.3. División celular:
1. Mitosis (cariocinesis)2. Citocinosis3. Importancia y significado biológico del
proceso mitótico.4. Meiosis5. Importancia y significado del proceso meiótico6. Los ciclos biológicos.7. Ventajas e inconvenientes de la reproducción
sexual.
Biología. 2º bachilleratoUnidad 12. Reproducción celular
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1. La vida de la célula
Proceso de apoptosis
Paramecio en división
1. NACIMIENTO
2. CRECIMIENTO
3. DIFERENCIACIÓN
4. REPRODUCCIÓN O MUERTE CELULAR
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Eritrocito: 120 días
Hepatocito: 150 días
Células epiteliales: 10 días
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DIFERENCIACION
DIVISION
SUPERVIVENCIA / MUERTE
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DIFERENCIACION
DIVISION
SUPERVIVENCIA / MUERTE
La diferenciación es el resultado de la
expresión diferencial de los genes
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DIFERENCIACION
DIVISION
SUPERVIVENCIA / MUERTE
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DIFERENCIACION
DIVISION
SUPERVIVENCIA / MUERTE
CICLO CELULAR
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DIFERENCIACION
DIVISION
SUPERVIVENCIA / MUERTE
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Las células madre son células indiferenciadas, perocon gran capacidad de proliferación y de diferenciación hacia distintos tipos celulares
En un individuo adulto las células madre selocalizan en tejidos que se renuevan constantementecomo la sangre, la piel o el intestino.
Cuanto más diferenciada es una célula, tiene menor capacidadde división, llegando incluso a perderla, como las neuronas o lascélulas musculares esqueléticas
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1. La vida de la célula: muerte de una célula
Proceso de apoptosis
1. Retracción celular. La célula se desprende de
sus vecinas. Arrugamiento por pérdida de agua
2. Condensación de la cromatina y fragmentación en oligonucleosomas
4. Ruptura de la célula en
fragmentos (fragmentos apostósicos)
Los fragmentos son ingeridos por
macrófagos
3. Formación de protuberancias en
la superficie celular (como burbujas)
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La pérdida de control de la apoptosis parece estar involucrada en patologías comoel cáncer, sida, Alzheimer, Parkinsosn, ciertas isquemias cardíacas o artritis reumatoide.
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1. La vida de la célula
Proceso de apoptosis
Glóbulo blanco (situación normal)
Glóbulo blanco (apoptosis)
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El suicidio celular: apoptosis
Proceso de apoptosis
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2. El ciclo celular
Citocinesis
Mitosis
2 células hijas
Célula
Citocinesis
Fase M de división
G1
G2
S
G0
Punto RInterfase
Comprende:- Interfase- División
- Cariocinesis o mitosis(división núcleo)
- Citocinesis(división del citoplasma)
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El ciclo celular
Citocinesis
Mitosis
2 células hijas
Célula
Citocinesis
Fase M de división
G1
G2
S
G0
Punto RInterfase
INTERFASE- No división- Núcleo interfásico- Larga duración
- Comprende 3 períodos:- G1, S y G2
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El ciclo celular
Fase G0Fase G1
Fase permanente en células que no entran nunca en mitosis. Es la fase de diferenciación celular. Estado de quiescencia.
Comienza inmediatamente después del nacimiento de la célula.
Síntesis de proteínas y ARNm y aumento del tamaño celular. Intensa actividad biosintética (transcripción, traducción y síntesis proteica)
1 par de centriolosReplicación del ADN y síntesis de histonas. (en este momento la célula tiene doble cantidad ADN)
Transcripción y traducción de genes que codifican proteínas necesarias para la división (huso mitótico). Duplicación de los centriolos
Condensación cromatina cromosomas
División celular
Fase de mitosis
División del citoplasma
Citocinesis
Fase S
Interfase
Fase G2
G1: 4 HORASS: 9 HORASG2: 4 HORASMITOSIS: 1 HORA
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Las células que permanecen en Go son células que han salido del ciclo celular. Puede haber de dos tipos:a) Las que permanecen de forma indefinida en GoSon células adultas que han perdido su capacidad de división. Se generan en El desarrollo embrionario, y tras la diferenciación celular no se vuelven a dividir.No se reponen si se pierden por lesión. Ej. Fibras muscularesb) Las que se encuentran temporalmente en Go.Se encuentran en Go pero reanudan su división cuando se les estimula conDetermiandos factores, Ejemplo fibrocitos de la piel y células del músculo liso.
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Las células cancerosas, debido a la acumulación de mutaciones, han perdido la regulación del ciclo celular, por lo que su comportamiento es anormal y se dividen indefinidamente, amontonándose unas con otras.
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REGULACION DEL CICLO CELULAR
Punto de restricción
FACTORES DE CRECIMIENTO
CÉLULAS ANIMALES
Al final de G1 aparece un punto de restricción o control (punto de no retorno a partir del cual es imposible impedir que no suceda S y G2)
En algunas células (neuronas, células musculares) antes de llegar a R se expresan algunos genes que producen una alta especialización. Permanecen en Go
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TRANSFORMACIONES DEL ADN DURANTE EL CICLO CELULAR
Tras la mitosis la
célula es 2n= 2C
C= cantidad de ADN que hay en las diferentes fases del ciclo celular. En gametos N = C, en células somáticas 2n = 2C
Al final de S la célula posee un valor de ADN de
4C
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El ciclo celular
NucléoloARNm
Duplicación del ADN
Cromátidas hermanas
ProfaseMetafaseAnafaseTelofase
1. Si denominamos C a la cantidad de ADN que hay en las diferentes fases del ciclo celular, la unidad, 1C, es la que existe en los gametos de un organismo diploide.
2. En la fase S, las células somáticas, al ser diploides, tienen una cantidad de ADN de 2C. Es decir, son células 2n 2C.
4. Tras la mitosis, la célula hija vuelve a tener una cantidad 2C. Es decir, son células 2n 2C.
3. En la fase G2, tras la replicación, el valor de la cantidad de ADN es 4C.Es decir, son células 2n 4C.
SG1 G2
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INTERFASE
G1 S G2 M
Gráfica que muestra la variación de ADN durante el ciclo celular
Las células animales son diploides (2n), es decir, contienen dos copias de cada cromosoma .Durante la fase S se duplica la cantidad de ADN de la célula. Este contenido se mantiene enla fase G2 y en fase M, y se reduce tras la citocinesis.
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Recordemos la estructura de un cromosoma antes de seguir
Cromosoma anafásico Cromosoma metafásico
Brazos
Telómero
Constricción secundaria
Centrómero o constric 1ªria
CinetocoroCinetocoro:
COM
CromátidasTelómero
Brazos
Constricción secundaria. Zonas asociadas a los
nucléolos. Regiones NOR
Satélite
Centrómero: une cromátidas
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Tipos de cromosomas
Metacéntrico Submetacéntrico
Acrocéntrico Telocéntrico
Y los tipos de cromosomas
Brazos iguales Brazos ligeramente desiguales
Brazos desiguales. Centrómero desplazado hacia un extremo.
Cromosoma con un solo brazo. Centrómero en un extremo.
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CICLO CELULAR Y DIVISIÓN CELULAR
EL CICLO CELULAR
MG1 G2S
DIVISIÓN CELULAR
MEIOSIS MITOSIS
1º División meiótica 2º División meiótica
Cuatro célulashaploides diferentes
ProfaseAnafaseMetafaseTelofase
Dos célulasdiploides idénticas
INTERFASE
Intensa actividad de síntesis de proteínas
(transcripción y traducción)
Duplicación del ADN
Comienza la condensación de los cromosomas
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División celular: Mitosis (división del núcleo)
PROFASE METAFASE
ANAFASE TELOFASE
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División celular
Consta de dos procesos
MITOSIS CITOCINESIS
En organismos eucariotas unicelulares y algunos pluricelulares supone un método de
REPRODUCCIÓN CELULAR
En el resto de pluricelulares permite el
CRECIMIENTO, DESARROLLO Y
REGENERACIÓN DE TEJIDOS
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División celular
Antes de comenzar la mitosis recuerda:
- Fase S: Se ha producido la duplicación del ADN (la célula pose doble cantidad de ADN)
- Fase G2: Se duplican los centriolos. Se constituyen dos centrosomas
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Tema 2: Mitosis y meiosis 31
Recuerda la estructura del cromosoma metacéntrico
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a) Microtúbulos astrales: sitúan a cada centrosoma en cada polo de la célula.
b) Microbúbiulos cinetocóricos: se unen a los cromosomas y dirigen sus movimientos.
c) Microtúbulos polares: tienden a separar los dos polos de la célula.
Los 3 tipos de microtúbulos que constituyen el huso mitótico
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La división celular o fase M
Cinetocoro
Fibras cinetocóricas
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La división celular o fase MProfase
Duplicación del centrosoma Condensación del ADN
Microtúbulos
Fragmentación de la envoltura nuclear
Placa cinetocórica
Metafase Anafase TelofaseHuso
mitótico
Placa ecuatorial
Separación de cromátidas hermanas Formación de envoltura nuclear
Nucléolo
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El ciclo celular (profase)
1. Formación de cromátidas (condensación cromosomas)
2. Desaparece nucléolo (El ADN queda estructurado en los cromosomas). NO se volverá a ver hasta el final de mitosis.
3. Migración de cada diplosoma a un polo de la célula. Formación del centrosoma.
4. Formación de microtúbulos polares. Constitución del huso acromático. En células vegetales parten de una región que actúan de OM, en animales crecen a partir del centrosoma.
5. El núcleo se hincha (entra agua). 6. Se disgrega la lámina fibrosa. La doble
membrana nuclear se fragmenta en vesículas.
7. Formación del cinetocoro. Formación de las fibras cinetocóricas o cromosómicas a partir de él.
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El ciclo celular (profase)
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El ciclo celular (metafase)
1. Se completa la desaparición de la membrana nuclear.
2. Los cromosomas se disponen en el ecuador de la célula (placa ecuatorial)
3. Se observa, al final, los cromosomas metafásicos (cada uno con dos cromátidas).
4. El huso mitótico, completamente desarrollado, se extiende de polo a polo
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El ciclo celular (metafase)
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El ciclo celular (anafase)
1. Separación de cromátidas hermanas (se forman cromosomas anafásicos, con 1 sola cromátida)
2. El desplazamiento se produce por acortamiento de microtúbulos cinetocóricos (despolimerización de la tubulina)
3. Alargamiento del huso mitótico. Adición de tubulina a los mirotúbulos polares.
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El ciclo celular (anafase)
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+
+
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+
+
+
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+
+
Acortamiento de microtúbulos cinetocóricos desplazamiento de cromosomas hijos a los polos
+
Acortamiento de microtúbulos polares aleja los dos polos
Los microtúbulos astrales empujan los polos
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El ciclo celular (telofase)
1. Llegada de los cromosomas anafásicos a cada polo de la célula.
2. Descondensación de los cromosomas. (se facilita transcripción y formación del nucléolo a partir de NOR)
3. Desaparecen los cinetocoros.4. Alargamiento de los microtúbulos
polares, lo que produce la separación la máximo de los dos poloss celualres.
5. Los microtúbulos cinetocóricos se acortan y desaparecen.
6. Formación de la lámina fibrosa (por vesículas del RER) alrededor de cada grupo de cromátidas. .
7. Se facilita la construcción de la envoltura nuclear (apartir de la lámina fibrosa)
.
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El ciclo celular (telofase)
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División delnúcleo
(cariocinesismitosis)
División delCitoplasma(citocinesis)
Profase Metafase Anafase Telofase
Comprende
Dividida en
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0
Membranaplasmática
Nucleolo
Cromatina
Membrananuclear
Citoplasma
CentríolosMicrotúbulosdel áster
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Comienza a desaparecer lamembrana nuclear
Empiezan avisualizarse loscromosomasLos centriolos
Ya duplicados van a los polos opuestosde la célula
Se empieza aconstituir elhuso mitótico
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Los cromosomasse colocan en elecuador
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Las cromátidashermanas de cadacromosoma se separan, cada una va a un polo
La célula comienzaa estrangularse
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Biología. 2º bachilleratoUnidad 12. Reproducción celular
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Empieza a formarsela membrana nuclear
Las cromátidasse descondensan
Biología. 2º bachilleratoUnidad 12. Reproducción celular
C.E.M HIPATIA-FUHEMProfesor: Miguel Ángel Madrid
0
0
Resultado final: dos célulashijas idénticas a la madre
Biología. 2º bachilleratoUnidad 12. Reproducción celular
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0
0
En células vegetales la separación de las dos células hijas se produce porla formación de un tabique:El fragmoplasto
Pared celular
Membranaplasmática
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ProphaseAnimal Cell Plant Cell
Photographs from: http://www.bioweb.uncc.edu/biol1110/Stages.htm
Spindle fibers
Centrioles
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MetaphaseAnimal Cell Plant Cell
Photographs from: http://www.bioweb.uncc.edu/biol1110/Stages.htm
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AnaphaseAnimal Cell Plant Cell
Photographs from: http://www.bioweb.uncc.edu/biol1110/Stages.htm
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TelophaseAnimal Cell Plant Cell
Photographs from: http://www.bioweb.uncc.edu/biol1110/Stages.htm
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Mitosis Animation(para ello accede a la siguiente página)
http://www.cellsalive.com/mitosis.htm
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Reproducción sexualReproducción asexual
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ASEXUAL SEXUAL
1 Solo individuo. 2 individuos.
Descendientes idénticos a los progenitores (no variabilidad)
Se genera variabilidad:
División de las células por mitosis División de células por meiosis (gametos y meiosporas, en hongos y plantas).
Organismos unicelulares: bipartición, pluripartición, gemación.
Partenogénesis (n)
Se producen dos células hijas.
Pluricelulares: gemación (cnidarios)Escisión no fragmentación (cnidrios y anélidos).En plantas: esporas o multiplicación vegetativa.
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¿Cómo se genera variabilidad?
Combinaciones de cromosomas
Mezcla al azar de genes de ambos progenitores. Solo
un miembro de cada pareja de homólogos va a cada
gameto
Recombinación de genes en meiosis
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Inconvenientes reproducción asexual
Mayor gasto energéticoNo se genera variabilidad
Dificultad de los procesos de gemetogénesis,
encuentro de gametos (fecundación) y desarrollo
del cigoto
Inconvenientes reproducción sexual
Si el ambiente cambia es posible la no adaptación (extinción de la especie)
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La división celular o fase M
Mitosis Otras formas de mitosis
Citocinesis
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La división celular o fase M
PleuromitosisEnvoltura nuclear
Cromosomas unidos por el cinetocoro a la parte interna
de la envoltura nuclear
Amitosis
Amitosis en un protozoo ciliado
Macronúcleo
Micronúcleo
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La división celular o fase M
Célula animal
Estrangulamiento
Célula vegetal
Fragmoplasto
Bipartición longitudinal Roseta de individuos
Esquizogonia en Plasmodium
Gemación
Gema
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La reproducción: asexual y sexual
BulbosTubérculosRizomasEstolones
Partenogénesis sexual
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La reproducción: asexual y sexual
Pulgones: generaciones de
verano
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La reproducción: asexual y sexual
Crustáceo de agua dulceMacho de Artemia salina
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La reproducción: asexual y sexual
Zángano de abejas
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MEIOSIS
1ª DIVISIÓN MEIÓTICA. REDUCCIONAL. MEIOSIS I
2ª DIVISIÓN MEIÓTICA. ECUACIONAL. MEIOSIS II
Interfase(duplicación ADN y centriolos)
Interfase(sin duplicación)
2nn
nGametos o
esporas
SE PRODUCEN DOS CARIOCINESIS Y DOS CITOCINESIS
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Gametos: Precisan unirse a otros gametos para dar un nuevo individuo (excepto
partenogénesis)
Esporas: se desarrollan directamente y sin unirse a otras células dan un nuevo individuo
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¿Por qué en la meiosis se producen células (gametos)
haploides?
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La meiosis
Profase I
Metafase I
Anafase I
Telofase I
Profase II
Metafase II
Anafase II
Telofase II
Intercinesis Leptoteno Zigoteno Paquiteno
DiplotenoDiacinesis
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La meiosis
Profase I
Leptoteno Zigoteno Paquiteno
Diploteno Diacinesis
VER PROCESODE SINAPSIS
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La meiosis
Profase I. Leptoteno
1.Constitución de los cromosomas (no se aprecian).
2.Los cromosomas se unen a la membrana nuclear (lámina fibrosa) mediante placas de unión bouquet
3.Formación del huso mitótico.
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La meiosis
Profase I. Zigoteno
1.Apareamiento de homólogos (sinapsis). Formación complejo sinaptonémico (apareamiento gen a gen)
2.Formación de tétradas o bivalentes
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La meiosis
Profase I. Paquiteno
1.Sobrecruzamiento (crossing-over) o intercambio de material genético entre cromátidas no hermanas
2.La consecuencia del intercambio de genes es la recombinación génica
Biología. 2º bachilleratoUnidad 12. Reproducción celular
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CROSSING-OVER
Intercambio de un segmento de DNA entre los dos Cromosomas homólogos durante la meiosis, su resultado es una combinación nueva de material Genético en el gameto La recombinación genética es el proceso mediante el cual la información genética se redistribuye. Es gracias a ella que se ha dado la diversidad en la evolución al crear diversidad en los alelos de distintos genes.
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• Quiasma es el punto (lugar físico) donde ocurre intercambio de material genético o “crossing over”.
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La meiosis
Profase I. Diploteno
Los cromosomas homólogos inician su separación, permaneciendo unidos por los quiasmas (puntos de sobrecruzamiento)
Etapa larga, puede durar días, años…
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La meiosis
Profase I. Diacinesis
1. Condensación de cromosomas (2 cromátidas en cada uno)
2. Desaparece nucléolo.
3. Desaparece mb nuclear.
4. Se forman fibras cinetocóricas
Biología. 2º bachilleratoUnidad 12. Reproducción celular
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La meiosis Leptoteno
Zigoteno
Paquiteno
Diploteno
Diacinesis
Cromosomas homólogos
Cromátidas hermanas
Quiasma
Nódulo
VER COMPLEJOSINAPTONÉMICO
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La meiosis
Complejo sinaptonémico
Ejes laterales
Cromátida hermana
Eje central
Nódulo de recombinación
Cromátida hermana
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La meiosis
Metafase I
En la placa ecuatorial se disponen las tétradas unidas por los quiasmas
Biología. 2º bachilleratoUnidad 12. Reproducción celular
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La meiosis
Anafase I
Los pares de cromosomas homólogos se separan. Se separan cromosomas completos
Biología. 2º bachilleratoUnidad 12. Reproducción celular
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La meiosis
Telofase I
Reaparece mb nuclear y nucléolo. Los cromosomas sufren una pequeña
descondensación.Se obtienen dos células hijas n
Biología. 2º bachilleratoUnidad 12. Reproducción celular
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La meiosis
Profase II
Metafase II
Anafase II
Telofase II
Intercinesis
La meiosis II se precede de una breve interfase
denominada intercinesis (no se duplica el ADN).
Ocurre simultáneamente en las dos células hijas
Biología. 2º bachilleratoUnidad 12. Reproducción celular
C.E.M HIPATIA-FUHEMProfesor: Miguel Ángel Madrid
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Los ciclos biológicos
Ciclo haplonte Ciclo diplonte Ciclo diplohaplonte
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Los ciclos biológicos (haplonte)
Adultos n
Mitosis
Gametos n
Cigoto 2n
MeiosisFecundación
MEIOSIS CIGÓTICA
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Los ciclos biológicos (diplonte)
Adulto 2n
Meiosis gamética
Gametos nCigoto 2n
Fecundación Mitosis
MEIOSIS GAMÉTICA
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Los ciclos biológicos (diplohaplonte)
Fecundación
Adulto 2n(esporofito)
Meiosis
Cigoto 2n
Gametofito ♂ n
Gametofito ♀ n
MEIOSIS ESPOROGÉNICA
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Gráfica del ciclo celularC
onte
nido
de
AD
N
Tiempo0
1
2
3
4
5
G1 S G2 MI INTERF MII INTERFASE
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Comparación entre mitosis y meiosisMITOSIS MEIOSIS
Ocurre en la mayoría de las células eucarióticas.
Ocurre en la formación de gametos en células eucarióticas.
No hay apareamiento de cromosomas homólogos.
Los cromosomas homólogos se parean en sinapsis y puede ocurrir entrecruzamiento.
Se mantiene el número de cromosomas.
El número de cromosomas se divide de diploide a monoploide.
Una división. Dos divisiones.
Se producen dos células hijas. Se producen cuatro células hijas.
Las células hijas son idénticas entre sí y a la célula madre.
Las células hijas tienen combinaciones variadas de cromosomas y no son idénticas a la célula madre.
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Especie 2n
Ser humano (Homo sapiens)Guisante (Pisum sativum)Mosca fruta (Drosophila melanogaster)Ratón doméstico (Mus musculus)Lombriz intestinal (Ascaris)Paloma (Columba livia)Boa constrictor (Constrictor constrictor)Grillo (Gryllus domesticus)Azucena de trompeta (Lilium longiflorum)Helecho indio (Ophioglossum reticulatum)
46148
402
80362224
1260
Número de cromosomas (2n) de algunas especies