TEMA 18 - B REPRODUCCIÃ N SEXUAL EN LOS VEGETALES

TEMA 18 - B
REPRODUCCIÃ N SEXUAL EN LOS VEGETALES
• Reproducción en talofitas: las talofitas se reproducen con ayuda del agua. Corresponde a las algas,
que no tienen tejidos diferenciados. Estas plantas son diplohaplontes y se reproducen sexual y
asexualmente. La reproducción asexual por esporos o trozos de plantas.
Su reproducción sexual es por unión de gametos. Pueden ser células iguales a las del cuerpo. La
conjugación se produce cuando hay dos filamentos de algas próximos y en uno de ellos se forma un puente
citoplasmático que contacta con una célula del filamento próximo, a través del puente se guÃ−a el
núcleo, que se une con el otro y forma un nuevo individuo.
Cuando se forman gametos estos son parecidos y móviles, que salen al agua y allÃ− se unen y dan origen a
un nuevo individuo.
• Las briofitas, que se forman a partir de las algas en la evolución, son los musgos y viven en zonas
húmedas, son las primeras en tener tejidos, pero no partes diferenciadas. Estas son diplohaplontes.
Tienen la fase de gametofitos más desarrollada que la de esporofito. Creciendo el esporofito sobre el
gametofito.
Partimos de una planta de musgo, este musgo es un gametofito y sus células son haploides. En las falsas
hojas se forman unas cavidades, los gametangios, que pueden ser anteridios, que forman anterozoides, o
arquegonios, que forman oosferas.
Los anterozoides cuando están maduros abandonan el anteridio y penetran en el arquegonio. Se fusionan con
la oosfera y se origina un cigoto diploide. AllÃ− se multiplica por mitosis, germina y forma un esporofito
diploide. En la parte alta del esporofito se forma el esporangio.
En el interior de este se produce la meiosis y se obtiene unas esporas haploides. Cuando está maduro el
esporangio se abre y una espora cae al suelo donde germina formando un gametofito, un musgo.
• Las Pteridofitas (helechos) están más desligadas del agua pues sólo la necesitan para
reproducirse. Son diplohaplontes y no tienen ni raÃ−z, ni tallo, ni hoja sino rizoides, cauzoides y
frondes. No tienen tejidos diferenciados claramente. En ellas el esporofito está mas desarrollado que
los gametófitos pero estos forman plantas independientes.
Partimos de una planta de helecho diploide. Esta es un esporofito. En el fronde se localizan unas soros por
debajo en los que en su interior hay unos bultitos que son los esporangios. En el interior de estos se produce la
meiosis y se forman esporas haploides.
Cuando las esporas están maduras los esporangios se abren y las sueltan, estas germinan y forma una planta
pequeña, el prótalo, que es el gametofito. Por debajo del prótalo se forma una estructura en forma de
bolsa, que es un anteridio y otra en forma de botella que es un arquegonio. En el anteridio se forma
anterozoides y en los arquegonios se forman oosferas.
Cuando los gametos están maduros, el anterozoide va al arquegonio aprovechando el agua y uno penetra en
él y se une a la oosfera dando origen a un cigoto diploide. El prótalo se seca y el cigoto crece hasta que
forma un filamento enrollado y al final un helecho.
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• Cormofitas o espermafitas: se desligan del agua, tienen raÃ−z tallo y hoja con tejidos diferenciados.
Son diplohaplontes. Su esporofito está más desarrollado que su gametofito. El gametofito crece
encima del esporofito.
♦ La flor: la flor es el órgano reproductor de las espermafitas. Se distinguen varias partes:
◊ Pedúnculo floral: une la flor con el tallo.
◊ Receptáculo floral: sobre él se disponen las piezas de la flor.
◊ Periantio:
⋅ Externo: forma el exterior de la flor, puede no estar en algunas plantas. Está
formado por dos verticilos:
• Verticilo externo: es el cáliz de la flor, formado por sépalos que
son verdosos.
• Verticilo interno: piezas que constituyen la corola, formado por
pétalos.
⋅ Interno: son los órganos reproductores y está presente en toda espermafita.
Está formado por:
• Androceo: órganos reproductores masculinos. Formado por
estambres.
• Gineceo: órganos reproductores femeninos. Formado por carpelos.
♦ Androceo: está formado por los estambres, que son unas piezas que se insertan en el
receptáculo. En general un estambre tiene dos partes.
◊ Filamento: se une al receptáculo y es estéril
◊ Antera: es la parte fértil del estambre. Está dividida en dos tecas y cada teca en
dos sacos polÃ−nicos. AllÃ− se produce la meiosis y se forman granos de polen.
◊ Un grano de polen es una célula más o menos esférica que tiene dos cubiertas:
◊ Exina: es la externa y de una rugosidad determinada.
◊ Intina: es la interna y es lisa.
◊ Dentro de estas se encuentra el citoplasma que tienen 2 núcleos haploides, uno es el
vegetativo y tiene la finalidad de guiar al tubo polÃ−nico. El otro es el generativo o
germinativo, que por mitosis formará 2 núcleos espermáticos o anterozoides.
♦ Gineceo: está formado por uno o varios carpelos. El carpelo tiene tres partes:
◊ Ovario: es la parte ensanchada que se une al receptáculo.
◊ Estilo: es la parte estrecha.
◊ Estigma: es la parte abierta y ensanchada.
◊ En el interior del ovario están los óvulos y a la forma de colocarse los óvulos se
llama placentación que puede ser variada. La placenta es la zona donde se une el
óvulo con el ovario. El estrechamiento por el que el óvulo se une a la placenta es el
funÃ−culo. Un óvulo está rodeado por 2 cubiertas:
◊ Primina: la exterior.
◊ Secundina: la interior.
En la parte superior, el óvulo tiene el micrópilo que es un orificio. Todo el interior está relleno de
células que forman la nucela (diploide) Una célula que está bajo el micrópilo sufre la meiosis y forma
4 células haploides de las que tres se degeneran y una (la megaspora) aumenta de tamaño y forma el saco
embrionario. El núcleo se divide tres veces por mitosis formando 8 núcleos en dicho saco que se disponen
de esta forma: dos a los lados del micrópilo (sinérgidas), 3 en la parte profunda (antÃ−poda), 1 bajo el
micrópilo (oosfera) y dos en medio que forman el núcleo secundario que termina por fusionarse y formar
una célula única.
♦ Fecundación: el anterozoide se coloca encima del estigma del carpelo y debido a una
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sustancia del estigma y otras producidas por las sinérgidas, la exina se rompe y la intina
empieza a prolongarse formando un tubo polÃ−nico que va creciendo a lo largo del estilo. A
través del tubo polÃ−nico desciende el núcleo vegetativo que lo guÃ−a al micrópilo y
detrás desciende el núcleo generativo que por mitosis forma dos núcleos espermáticos o
anterozoides.
⋅ Cuando el tubo polÃ−nico llega al micrópilo el núcleo vegetativo se
descompone y los anterozoides penetran en el saco embrionario y ocurre una
doble fecundación. Un anterozoide se une con la oosfera y forma un cigoto
diploide, el otro se une con el núcleo secundario y da origen al endosperma
triploide que sirve de alimento al embrión durante su desarrollo.
♦ Ciclo biológico de la Angiospermas
Partimos de una planta en sÃ−, un esporofito diploide. En esa planta se forman las flores, que son esporofitos
diploide. En estas se forman los microesporangios, que son masculinos, y los macroesporangios, que son
femeninos. Los microesporangios son los sacos polÃ−nicos y los macroesporangios son los óvulos. En los
esporangios se forma por meiosis las esporas. En los microesporangios se forman microsporas masculinas
(granos de polen) y en los macroesporangios se forman macrosporas (megaspora)
Si la espora germina da origen a un gametofito. La microspora forma un gametofito masculino (tubo
polÃ−nico) y la macrospora forma un gametofito femenino (saco embrionario)
En el gametofito masculino se forma un gameto masculino y en el gametofito femenino se forma un gameto
femenino. Los gametos masculinos son los anterozoides y se forman 2, son haploides. Los gametos femeninos
son la oosfera y el núcleo secundario.
Un anterozoide se une con la oosfera y forma el cigoto, que da origen al embrión. Otro anterozoide se une al
núcleo secundario y forman el núcleo del endosperma o albumen que da origen al endosperma o albumen.
El conjunto del embrión y el endosperma forma la semilla.
♦ El fruto y la semilla:
El fruto es el ovario transformado y maduro que en su interior contiene la semilla. Tiene varias partes:
◊ Pericarpio: es la parte del fruto que envuelve a la semilla y la protege. Tiene tres
partes:
⋅ Epicarpio: parte más externa.
⋅ Mesocarpio: parte media y a veces carnosa.
⋅ Endocarpio: Es el hueso, la parte dura e interna.
◊ Semilla: es el óvulo fecundado transformado en maduro. Está formado por dos
cubiertas. La más externa es la testa y la más interna es el tegmen que proceden de
la primina y la Secundina respectivamente. Por dentro tiene el embrión y el
endosperma. El embrión procede de la multiplicación del cigoto y dará origen a
la nueva planta. El endosperma o albumen rodea al embrión y le sirve de alimento
durante su desarrollo. El embrión tiene varias partes:
⋅ RadÃ−cula: dará origen a la raÃ−z
⋅ Plúmula: dará origen al tallo de la planta.
⋅ Gémula: será la yema terminal.
⋅ Cotiledones: son 2 masas de células que serán las dos primeras hojas de
la planta.
• Las plantas con 2 cotiledones son las cotiledóneas y las que pierden
un cotiledón a favor de otro son las monocotiledóneas. Existen
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varios criterios para diferenciarlas:
⋅ Viendo la semilla
⋅ Los granos de polen de las monocotiledóneas tienen 1 estrÃ−a y las de las
dicotiledóneas tienen tres estrÃ−as.
⋅ Las monocotiledóneas tienen raÃ−z fasciculada (sin tallo central) y las
dicotiledóneas tienen raÃ−z no fasciculada (con tallo central)
⋅ Las monocotiledóneas tienen hojas paralelinervias y las dicotiledóneas
tienen hojas palminervias o perinervias.
⋅ Las monocotiledóneas tienen verticilos florales trÃ−meros (múltiplos de
tres) y las dicotiledóneas tienen verticilos florales tetrámeros o
pentámeros.
♦ Ciclo biológico de las gimnospermas
⋅ Las gimnospermas no tienen ovario, simplemente tienen el óvulo desnudo.
Las flores son unisexuales y las plantas pueden ser unisexuales monoicas,
con flores masculinas y flores femeninas en la misma planta; o también
pueden ser dioicas, con flores de un único sexo en cada planta.
⋅ La fecundación es simple y no forman fruto ya que no tienen ovario.
• TEMA 19
• LA HERENCIA BIOLÃ GICA
• Introducción
◊ La genética es una rama de la biologÃ−a que se desarrolló por el siglo XX y
estudia la transmisión de los caracteres. Aunque la transmisión se conocÃ−a
muchÃ−simo antes, pues es evidente que el parentesco entre especies va siendo
mayor a medida que nos acercamos en la escala evolutiva. Esta transmisión de
caracteres se utilizaba cruzando razas para obtener mejoras en el descendiente.
◊ También se sabÃ−a que los hijos debÃ−an tener algo para parecerse tanto a sus
padres. Esto hizo pensar en que la sangre era la portadora de los caracteres.
◊ En la actualidad se sabe que la herencia biológica se transmite en los genes, a esa
información se le llama información genética y la ciencia que estudia los genes
se llama genética.
◊ Un gen puede tener denominaciones distintas:
♦ Según la biologÃ−a molecular un gen es un trozo de ADN que lleva la información
necesaria para la formación de una proteÃ−na.
♦ Según la genética un gen es una unidad de herencia que produce en un individuo o en sus
descendientes una caracterÃ−stica que puede ser observada.
◊ Pero lo que es descendiente recibe de sus progenitores es un gen, no una
caracterÃ−stica. Existen varios tipos de caracteres en el individuo:
♦ Los caracteres adquiridos son los que se adquieren a lo largo de la vida por hechos ocurridos
en esta. No son heredables.
♦ Los caracteres congénitos son con los que nace el individuo, pero pueden ser debidos a una
circunstancia por lo que no serÃ−an heredables.
♦ Los caracteres genéticos son los que van en los genes, los heredables.
• Mendel
◊ Mendel, que vivió a finales del siglo XIX es el iniciador de la genética de una
forma rigurosa. Mendel tuvo varios aciertos en sus investigaciones:
♦ Utilizó seres vivos con bastante descendencia y reproducción rápida, los guisantes.
♦ Se fijó en caracteres fácilmente observables.
♦ Se fijó en la transmisión de uno o dos únicos caracteres.
♦ Aplicó un método estadÃ−stico a los descendientes que se obtienen.
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♦ Cuando estudió la transmisión de 2 caracteres resultó que no estaban en el mismo
cromosoma.
• Conceptos de genética
♦ Genotipo: Es la dotación genética del individuo para un carácter, también se puede
utilizar para designar el conjunto de genes de todo un individuo, pero para esto es mejor
utilizar la palabra genoma.
♦ Fenotipo: expresión observable del genotipo. También se suele utilizar para designar al
conjunto de caracterÃ−sticas observables, pero es mejor usar fenoma.
♦ Alelo: cada una de las variables génicas que determinan un carácter. Las formas que
pueda haber, no las dos que tenga el individuo.
♦ Homocigótico: se dice que un individuo es homocigótico o de raza pura para un carácter
cuando los alelos que determinan dicho carácter son iguales.
♦ Heterocigótico o hÃ−brido: cuando los dos alelos que forman un carácter son diferentes.
• Relaciones de dominancia
♦ Herencia dominante: se llama herencia dominante cuando existe un gen dominante, un gen
dominante es el que se manifiesta siempre que está presente. Un gen recesivo es el que se
manifiesta sólo en estado homocigótico.
♦ Herencia intermedia: se da en genes que presentan dominancia intermedia. Los
heterocigóticos presentan un carácter intermedio entre los dos homocigóticos.
♦ Codominancia: se presenta cuando el fenotipo del hÃ−brido presenta los caracteres de los dos
homocigóticos pero sin mezcla.
♦ Dominancia distinta: En el hÃ−brido no aparece ninguna de las caracterÃ−sticas de los
homocigóticos.
• Leyes de Mendel
♦ 1ª ley de Mendel: ley de la uniformidad de los hÃ−bridos:
⋅ “Siempre que se cruzan 2 individuos homocigóticos distintos para un
carácter, los individuos de la primera generación filial son iguales
genotÃ−pica y fenotÃ−picamente”.
♦ 2ª ley de Mendel: ley de la disyunción de los alelos:
⋅ “Los alelos que están juntos en un individuo en una generación se
transmiten de forma independiente. Por lo que en la siguiente generación
aparecen caracteres ocultos en la generación F1”.
♦ 3ª ley de Mendel: ley de la transmisión independiente de los caracteres:
⋅ “Los caracteres juntos en una generación se separan y se transmiten
independientemente a la siguiente generación”
• TeorÃ−a cromosómica de la herencia
Esta teorÃ−a permite interpretar la genética gracias a una serie de conocimientos que se han adquirido. Se
resume en varios puntos:
Los factores hereditarios son los genes y esos genes están en los cromosomas. Ocupan un lugar concreto
dentro del cromosoma, llamado locus. Los genes están a lo largo de los cromosomas, a los que están
situados en un mismo cromosoma se les llama genes ligados. Los genes ligados no cumplen la tercera ley de
Méndel, porque lo que se hereda no son en verdad los genes, sino los cromosomas, por tanto todos los
genes ligados a un mismo cromosoma se heredarÃ−an. Esto hace que no se cumpla la 3ª ley. Pues se
heredan las cromátidas enteras en la meiosis.
Sin embargo la 3ª ley se cumple en algunos casos en los que los genes están ligados, y más veces de lo
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que cabÃ−a esperar. Esto se debe a que en la primera mitosis de la meiosis se unen los cromosomas
homólogos y se forman las tétradas, en las que se pueden producir quiasmos, es decir, entrecruzamientos y
sobrecruzamientos entre las cromátidas homólogas por lo que hay un intercambio de material genético.
• Mendelismo completo o variaciones en el modelo mendeliano
A lo largo de la historia se ha ido modificando las leyes mendelianas para adaptarlas a los nuevos
conocimientos los principales puntos son:
♦ Las leyes no se dan dependiendo de la dominancia.
♦ Las leyes no se dan pues existen genes ligados y recombinaciones.
♦ Las leyes no se dan en el caso de la epistasia, el alelismo múltiple, etc.
◊ Epistasia: Es el enmascaramiento del fenotipo correspondiente a un gen hipostático
debido a la presencia de otro gen no alelo suyo llamado gen epistático. Como por
ejemplo el gen hipostático del color de los pétalos y el gen epistático de la
presencia o no de pétalos.
◊ Alelismo múltiple: una serie alélica son un conjunto de alelos que determinan un
carácter. Al fenómeno que ocurre debido a la gran cantidad de alelos se le llama
alelismo múltiple. Como por ejemplo el color de pelo de los conejos que puede ser
de cuatro tipos siendo cada uno dominante sobre otro. Otro ejemplo de alelismo
múltiple serÃ−a el grupo sanguÃ−neo.
◊ Genes letales: Los genes letales son cualquier gen que produce la muerte antes de la
edad reproductora. Los genes deletéreos son los que producen defectos que limitan
el desarrollo o crecimiento del individuo. Al conjunto de los genes letales y los genes
deletéreos de una población se les llama carga genética y suelen manifestarse
en estado homocigótico. Un ejemplo de esto se da en algunos individuos de los que
se esperaba obtener una proporción 3:1 pero de la que se obtiene 2:1 pues al
aparecer el gen dominante en estado homocigótico el individuo morÃ−a.
◊ Herencia poligénica: La herencia poligénica consiste en que un carácter puede
estar determinado por más de una pareja de alelos y al estar estos en diferente
cromosoma aparece la variabilidad dentro de las poblaciones. Esto se puede estudiar
en el histograma por la curva de Gaus que tiene forma de campana y demuestra la
variabilidad en función de un carácter para esa población. En el eje x se
representa la intensidad del carácter y en el eje y se representa la frecuencia con que
se pueden dar dichos casos. En esta curva el mayor número de frecuencia se
encuentra en la intensidad media. Un ejemplo de herencia poligénica es la herencia
del color de la piel que va determinado por 5 o incluso 7 pares de alelos.
• Determinación del sexo:
En las especies de reproducción sexual aparecen 2 tipos de individuos, machos y hembras, que se diferencian
en el tipo de gametos que producen. Además en muchas especies aparecen caracteres sexuales secundarios
que crean el dimorfismo sexual que en general hace al macho más vistoso debido a que debe aparearse y
defender su territorio.
Existen 2 tipos de determinaciones para que un individuo sea macho o hembra:
♦ Determinación ambiental: va condicionada por el medio ambiente. Ej. :
◊ Los gusanos marinos tienen un dimorfismo sexual muy acentuado en el tamaño. Al
poner la hembra los huevos unos caen al agua y otros quedan pegados al cuerpo de
esta, los que son soltados al agua se desarrollan como hembra y los que quedan
pegados al cuerpo de la madre se desarrollan como macho. Esto va determinado por
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la concentración de CO2 y al haber más CO2 se crearán más machos. Las
hormonas femeninas hacen que los huevos que se quedan pegados sean machos.
◊ En algunos casos esto depende de la temperatura de incubación. Al ser la
incubación a una Tª mayor que 27º se formará un macho, y al ser a menos de
27º se formará una hembra.
◊ Otros huevos se desarrollan dependiendo del sexo de los individuos de una
población en esa zona debido a unas hormonas que se segregan.
♦ Determinación genética: se debe a los genes o a los cromosomas:
◊ Génica: se da en plantas, insectos… Esta determinación se debe a una pareja de
alelos. Si el gen es homocigótico se creará un macho y si es heterocigótica se
creará una hembra. Otras se deben a si el individuo es haploide o diploide.
◊ Cromosómica: es la más común y se debe a al existencia de cromosomas
sexuales. Los cromosomas sexuales son unos cromosomas iguales o diferentes y los
demás cromosomas son los somáticos o los autosomas. Los cromosomas sexuales
suelen ser una pareja que puede estar compuesta de dos iguales o dos diferentes. Los
cromosomas X son más grandes y los cromosomas Y son más pequeños.
⋅ En mamÃ−feros las hembras tienen XX y los machos XY.
⋅ En saltamontes no existe Y, por lo que los machos son X y las hembras XX.
⋅ En las aves las hembras son XY y los machos XX.
⋅ En otras especies el sexo va determinado por la relación entre el nº de
cromosomas sexuales y el nº de lotes de autosoma. Si la relación es de ½
el individuo será macho y si la relación es de 1 el individuo será hembra.
♦ Determinación sexual en la especie humana: en la especie humana el sexo viene
determinado, como mamÃ−feros que son, por cromosomas sexuales diferentes. El
cromosoma X es grande y con el centrómero casi en el centro, además de las
caracterÃ−sticas sexuales contiene otras no sexuales. El Y es más pequeño y tiene pocas
caracterÃ−sticas no sexuales. La proporción de que el cigoto sea macho o hembra es de un
50% pues la hembra produce gametos de 22 cromosomas somáticos y de un X; y el hombre
produce gametos de 22 X o 22 Y.
• Herencia ligada al sexo
Morgan, en sus investigaciones, al utilizar la mosca del vinagre vio que al cruzar moscas de ojos rojos se
creaban también moscas de ojos blancos y que casi siempre estas eran machos. También vio que el
cromosoma X era más grane que el Y y que llevaba muchos más genes de caracterÃ−sticas no sexuales
que el Y.
De esto se dedujo que en el cromosoma X de la mosca del vinagre hay un gen que determina el color de los
ojos, que podÃ−a ser un alelo rojo (XR) o blanco (Xr)
En el hombre también existen caracteres ligados al sexo; el daltonismo y la hemofilia que son de alelos
recesivos que se encuentran en el cromosoma X por lo que se da en más hombres que mujeres.
También existen enfermedades ligadas al cromosoma Y, como la ictiosis (piel de serpiente); que es
recesivo por lo que en las mujeres nuca se da y en los hombres siempre.
• Herencia influida por el sexo
Se trata de caracteres que se encuentran determinados por genes de cromosomas somáticos pero que son
influidos por las hormonas sexuales para que sean recesivos o dominantes. El ejemplo más claro en humanos
es la calvicie juvenil que es recesiva en mujeres y dominante en hombres.
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