C. C. H. A. G. C.

C. C. H.
A. G. C.
Preparatoria Agustín García Conde
Clave de Incorporación U. N. A. M. 2308
Manual del participante de la asignatura
Biología III
Clave de la asignatura 1505
Diseñado por:
Biol. Angélica Patricia Hernández Cruz
Semestre Agosto- Diciembre 2013-2014/1
Grupo: 5010, 5020
1
ÍNDICE……………………………………………………………………………………….2
MENSAJE DE BIENVENIDA………………………………………………………………4
INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………….5
OBJETIVO GENERAL DEL CURSO……………………………………………………….6
OBJETIVOS DEL MANUAL…………………………………………………………………7
UNIDAD I. ¿Cómo se explica la diversidad de los sistemas vivos a través del
metabolismo?
INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………………8
I. Metabolismo:
1.1 Enzimas………………….…………………………………………………………...8
1.2 Rutas metabólicas...…………….…………………………………………………..13
II. Diversidad de los sistemas vivos y metabolismo:
1.3 Quimioautótrofos, fotoautótrofos y heterótrofos…………...…………………….16
1.4 Catabolismo: fermentación y respiración celular………………………………...20
1.5 Anabolismo: fotosíntesis y síntesis de proteínas…..……………………………24
III. Conclusión……………………………………………………………………………….30
2
UNIDAD II. ¿Por qué se considera a la variación genética como la base molecular de
la biodiversidad?
INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………….....31
I.
Naturaleza de la diversidad genética.
2.1 ADN y ARN desde la perspectiva de la diversidad genética…………...………32
2.2 Cromosoma de procariontes y eucariontes…………………………………….…35
II. Expresión genética y variación:
2.3 Relaciones alélicas…………………………………………………………………38
2.4 Relaciones no alélicas…………………………………………..…………………43
III. Fuentes de variación genética:
2.5 Mutaciones………………..…………………………………………………………45
2.6 Recombinación genética………………………..…………………………………48
2.7 Flujo génico………………………...………………………………………………..50
IV. Conclusión……………………...………………………………………………………..54
V. Conclusión general………………………………………………………………………54
VI. Bibliografía…………………..……………………………………………………...……55
3
MENSAJE DE BIENVENIDA
BIENVENIDOS AL CURSO DE “BIOLOGÍA III” DE NIVEL MEDIO SUPERIOR.
Éste material fue diseñado con el propósito de apoyarte a comprender la diversidad de
los Sistemas Vivos a través del metabolismo y la variación genética, fomentando la
lectura, investigación, análisis y discusión con actividades de enseñanza en forma de
tareas para que prepares tu participación en clase; así como una serie de cuestionarios
para la evaluación de tu propio aprendizaje.
La Biología está presente en nuestra vida cotidiana por lo que te invito a que te
acerques a ésta disciplina con una actitud abierta y reflexiva como un ser humano
crítico y transformador que vive en un mundo en constante cambio, que exige un
compromiso con la vida, el ambiente y la sociedad.
4
INTRODUCCIÓN
La Biología es la Ciencia que estudia a los Sistemas Vivos. Éste campo inició como la
descripción y clasificación del Mundo Vivo, al paso de los años se ha transformado en
una Ciencia que busca comprender las funciones, estructuras y las relaciones de los
Sistemas Vivos.
En la actualidad la Biología ha logrado comprender y explicar parte de los procesos de
los Sistemas Vivos, aunado a que el conocimiento generado en ésta disciplina tiene
importantes consecuencias en la sociedad ante la crisis ambiental y la necesidad de
plantear nuevas estrategias en el manejo de los recursos naturales.
Éste manual pretende apoyarte en los temas propuestos para la materia de Biología III,
el cual comprende los siguientes temas:

Metabolismo:

Diversidad de los sistemas vivos y metabolismo:

Naturaleza de la diversidad genética.

Expresión genética y variación:

Fuentes de variación genética:
Éste material tiene como propósito apoyarte en la investigación, análisis y reflexión de
los temas para comprender el papel de los Sistemas Vivos en la Naturaleza.
5
OBJETIVO GENERAL DEL CURSO:
Al término del curso el alumno habrá adquirido el hábito para llevar a cabo
investigaciones, análisis y discusión de forma individual y en equipo para comprender la
importancia que presentan los Sistemas Vivos en la Naturaleza mediante los procesos
metabólicos y variación genética, así como el desarrollo de habilidades, actitudes y
valores que le permitan enfrentar con éxito los problemas relativos al aprendizaje de
nuevos conocimientos en el campo de la Biología, además se busca enfatizar las
relaciones sociedad-ciencia-tecnología para que pueda desarrollar una ética de
responsabilidad individual y social que contribuya a establecer una relación armónica
entre la sociedad y el ambiente.
6
OBJETIVO DEL MANUAL
El material tiene como objetivo apoyar al alumno en la búsqueda, análisis y discusión
de los temas del Programa Operativo del nivel medio superior a través de la
comprensión de conceptos y procesos de la diversidad de los sistemas vivos mediante
el metabolismo y la variación genética, para que desarrollen los temas y les sirva como
una guía de consulta en el momento que se requiera.
Se pretende:
-
Que el alumno adquiera el hábito de búsqueda de información en libros de texto
de nivel medio superior, artículos de divulgación científica etc.
-
Que el alumno analice y discuta de forma individual y en equipo para enriquecer
su participación en clase.
-
Que el alumno reconozca la importancia de los procesos metabólicos y variación
genética de los Sistemas Vivos.
7
UNIDAD I. ¿Cómo se explica la diversidad de los sistemas vivos a través
del metabolismo?
INTRODUCCIÓN
En el planeta Tierra se encuentran una gran cantidad de Sistemas Vivos que comparten
un lugar y tiempo determinado, los cuales interactúan con su misma especie y con
especies diferentes, dando como resultado el intercambio de materia y energía entre los
diversos organismos a través de los diferentes procesos metabólicos para llegar a un
equilibrio en los diferentes ecosistemas.
Objetivo particular:
Al finalizar la Unidad, el alumno comprenderá a través de diferentes rutas metabólicas
la importancia para reconocer la diversidad biológica.
1.1 Enzimas.

Objetivo específico: El alumno describirá las características de las enzimas,
como punto de partida para identificar sus principales tipos y funciones.
Enzimas
Las Enzimas: catalizadoras biológicas
Un catalizador es una sustancia que disminuye la energía de activación de una reacción
química. Al disminuir la energía de activación, se incrementa la velocidad de la
reacción.
Las enzimas son proteínas que tienen la capacidad de facilitar y acelerar las reacciones
químicas, siendo éstas esenciales para todas las funciones corporales y se encuentran
en la boca (saliva), el estómago (jugo gástrico), los intestinos (jugo pancreático, jugo y
mucosa (intestinal), la sangre y en cada órgano y célula del cuerpo, además de su
importancia como catalizadores biológicos, tienen muchos usos médicos y comerciales.
8
Las enzimas, presentan propiedades exclusivas:
Son muy específicas en cuanto a los sustratos sobre los que actúan y a las reacciones
químicas que catalizan, su actividad está regulada por factores externos, por sus
propiedades inherentes y por moléculas originadas en las reacciones que promueven.
Muchas enzimas tienen denominaciones que incluyen el sufijo –asa en el nombre del
sustrato.
Estructura de las enzimas
Las enzimas son proteínas globulares con complejas formas tridimensionales que
presentan una zona, el centro activo, donde se unen las moléculas reaccionantes
(sustratos).
El centro activo de una enzima contiene los grupos funcionales que se pueden unir al
sustrato y efectuar la reacción catalítica, la geometría y carga del centro activo están
relacionadas con la formación del sustrato y con el tipo de reacción, de manera que son
responsables de la especificación de la enzima.
El sitio activo, un área especial en la enzima, se une a uno o a más sustratos
específicos. La enzima se une al sustrato para formar un complejo enzima-sustrato o ES. La idea de que la reacción enzimática se basa en un ajuste enzima-sustrato tuvo
como resultado el modelo de la llave y la cerradura.
Como resultado, la reacción ocurre más rápidamente en presencia de un catalizador, el
catalizador mismo no sufre ninguna alteración permanente en el proceso y se puede
volver a utilizar repetitivamente.
Ejemplos de enzima-sustrato: Maltasa-maltosa, Amilasa-almidón, Ureasa-urea,
Peroxidasa-peróxidos
9
A raíz de la presencia de enzimas, las células son capaces de desarrollar reacciones
químicas a gran velocidad y a temperatura comparativamente bajas. Por ejemplo la
combinación de dióxido de carbono con agua,
CO2+H2OH2CO3 ACIDO CARBONICO
Puede ocurrir espontáneamente, como sucede en los océanos en el cuerpo humano,
sin embargo, esta reacción es catalizada por una enzima, la anhidrasa carbónica. Esta
es una de las enzimas más veloces que se conocen; cada molécula de enzima cataliza
la producción de (600.000) moléculas de acido carbónico por segundo. La reacción
catalizada es 10 elevado a la 7 a veces más rápido que la no catalizada.
Funciones





Catalizadoras
Disminuyen la energía de activación de las reacciones
Regulador químicos
Unir o romper moléculas
Sitio activo
Coenzima
Son Factores orgánicos no proteínicos termoestables tienen baja masa molecular, estas
moléculas orgánicas se unen a la enzima e interactúan con la molécula del sustrato.
10
Las enzimas ayudan a debilitar los enlaces del sustrato para que éste pueda reaccionar
con la enzima.
La capacidad de una enzima para catalizar reacciones es controlada por muchos
factores, entre ellos la cantidad de enzima activa, la concentración de moléculas
inhibidoras, concentración de sustratos, pH, temperatura, ambiente iónico y en algunos
casos la presencia de coenzimas.
ACTIVIDAD 1.
I.- Realiza la siguiente lectura.
¿Has visto una luciérnaga?
Las luciérnagas son insectos que brillan en la oscuridad, prendiendo y apagando el
abdomen como si llevaran una pequeña linterna. Existen otros insectos y bacterias que
presentan esa asombrosa particularidad de la luz intermitente. Al fenómeno de esta luz
producida por algunos seres vivos se le llama bioluminiscencia. Para que en el
abdomen de la luciérnaga ocurran las reacciones químicas que producen luz, es
necesario que en su aparato luminoso estén presentes: el Oxígeno del aire, una
sustancia que se llama luciferina y una enzima que se llama luciferasa. El Oxígeno del
aire penetra en el aparato luminoso de la luciérnaga por una serie de tubos llamados
traqueales, se pone en contacto con la luciferina y la oxida en presencia de la luciferasa
(Una enzima que actúa como catalizador) para formar una nueva sustancia llamada
luciferina oxidada. La energía necesaria para que se produzca la reacción proviene de
una sustancia que los bioquímicos llaman ATP (Trifosfato de adenosina). Una vez
formada la luciferina oxidada, ésta se descompone espontáneamente y se regenera la
luciferina inicial y el Oxígeno, y el exceso de energía que fue facilitada por el ATP es
liberada en forma de luz.
Contesta lo siguiente:
¿Qué piensas que sucedería sin la enzima luciferasa?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
11
¿Qué función piensas que tienen las enzimas?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
¿Qué es un catalizador?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
¿En qué otros procesos has observado la presencia de catalizadores y qué efecto
tienen sobre las reacciones químicas?
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
¿Los conservadores en los alimentos se pueden clasificar como catalizadores?
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
Investigar lo siguiente: ¿Qué efecto tienen cada uno de los siguientes factores en la
velocidad de una reacción?
1.- Cambios en la concentración.
___________________________________________________________________
2.- Cambios en la temperatura.
___________________________________________________________________
3.- Estado físico de los reactivos y su naturaleza.
___________________________________________________________________
4.- Presencia de catalizadores.
___________________________________________________________________
12
5.- Ejemplos en tu vida cotidiana en donde es necesario acelerar ó retardar la
velocidad de una reacción química.
_________________________________________________________________

Citar la bibliografía al final del trabajo.
1.2 Rutas metabólicas

Objetivo específico: El alumno reconocerá que las reacciones químicas en los
sistemas vivos están organizadas en diversas rutas metabólicas.
Metabolismo
El metabolismo es el conjunto de reacciones bioquímicas y procesos físico-químicos
que ocurren en una célula y en el organismo. Estos complejos procesos
interrelacionados son la base de la vida a nivel molecular, y permiten las diversas
actividades de las células: crecer, reproducirse, mantener sus estructuras, responder a
estímulos, etc.
El metabolismo se divide en dos procesos conjugados: catabolismo y anabolismo. Las
reacciones catabólicas liberan energía (reacciones exergónicas); un ejemplo es la
glucólisis, un proceso de degradación de compuestos como la glucosa, cuya reacción
resulta en la liberación de la energía retenida en sus enlaces químicos. Las reacciones
anabólicas, en cambio, utilizan esta energía liberada (reacciones endergónicas) para
recomponer enlaces químicos y construir componentes de las células como lo son las
proteínas y los ácidos nucleicos. El catabolismo y el anabolismo son procesos
acoplados que hacen al metabolismo en conjunto, puesto que cada uno depende del
otro.
13
Rutas metabólicas
Las rutas metabólicas son una sucesión de reacciones químicas que conducen de un
sustrato inicial a uno o varios productos finales.
A
→
B
→
C
→
D
→
E
A es el sustrato inicial, E es el producto final, y B, C, D son los metabolitos
intermediarios de la ruta metabólica.
Las diferentes reacciones de todas las rutas metabólicas están catalizadas por enzimas
y ocurren en el interior de las células Todas las rutas metabólicas están
interconectadas.
Muchas de estas rutas son muy complejas e involucran una modificación paso a paso
de la sustancia inicial para darle la forma del producto con la estructura química
deseada.
Tipo de rutas metabólicas
Rutas catabólicas: Son rutas oxidativas en las que se libera energía y poder reductor y
a la vez se sintetiza ATP. Por ejemplo, la glucólisis y la beta-oxidación. En conjunto
forman el catabolismo.
Rutas anabólicas: Son rutas reductoras en las que se consume energía (ATP) y poder
reductor. Por ejemplo, gluconeogénesis y el ciclo de Calvin. En conjunto forman el
anabolismo.
Rutas anfibólicas: Son rutas mixtas, catabólicas y anabólicas, como el ciclo de Krebs,
que genera energía y poder reductor, y precursores para la biosíntesis.
14
ACTIVIDAD 2.
Resuelve el siguiente cuestionario
1. ¿Qué es el metabolismo? _____________________________________________
_________________________________________________________________
2. ¿Qué es una ruta metabólica? _________________________________________
_________________________________________________________________
3. En el proceso metabólico existen reacciones en donde se transforman moléculas
complejas a moléculas sencillas, ¿qué nombre recibe ese tipo de proceso?
__________________________________________________________________
4. En el proceso metabólico existen reacciones en donde se sintetizan moléculas
complejas a partir de moléculas sencillas, ¿qué nombre recibe ese tipo de
proceso?__________________________________________________________
5. Si en una ruta metabólica ocurre el catabolismo y al anabolismo, ¿qué nombre
recibe ese tipo de proceso? ___________________________________________
6. ¿Qué es un reacción endergónica?______________________________________
_________________________________________________________________
7. ¿Qué es una reacción exergónica? _____________________________________
_________________________________________________________________
15
8. Menciona ejemplos de rutas metabólicas. ________________________________
__________________________________________________________________

Citar la bibliografía al final del trabajo.
1.3 Quimio-autótrofos, foto-autótrofos y heterótrofos.

Objetivo específico: el alumno identificará la diversidad de los sistemas vivos a
partir de sus características metabólicas.
Quimio-autótrofos
Los organismos quimioautótrofos son aquéllos capaces de utilizar compuestos
orgánicos reducidos como substratos para el metabolismo respiratorio Es una facultad
exclusiva de las bacterias con el nombre de quimiosíntesis.
Al igual que los fotoautótrofos los quimioautótrofos utilizan el CO2 como fuente principal
de carbono, pero a diferencia de ellos, no utilizan la luz como fuente de energía sino
que la obtienen por oxidación de compuestos inorgánicos reducidos, tales como NH3,
NO2-, H2, formas reducidas del azufre o Fe2+. Su carbono celular deriva del CO2 y es
asimilado mediante las reacciones del ciclo de Calvin, de modo igual al de las plantas.
Puede crecer en lugares con ausencia de luz, estos organismos son denominados con
frecuencia quimiolitótrofos.
Hábitat
Se encuentran en lugares como alrededor de relieves submarinos o dorsales oceánicas
donde la corteza terrestre es delgada y existen respiraderos hidrotermales o incluso
16
salida de magma. Estas bacterias transforman los productos químicos de los
respiraderos, tóxicos para muchos seres vivos, en alimento y energía, desempeñando
el papel de organismos productores en el ecosistema de la zona afótica del océano. A
partir de estas bacterias pueden surgir pequeñas cadenas tróficas basadas en la
quimiosíntesis, en vez de en la fotosíntesis.
Tipos de bacterias quimiosintéticas
Bacterias incoloras del azufre
Las bacterias incoloras del azufre oxidan azufre o compuestos reducidos de azufre. Son
bacterias aerobias obligadas ya que necesitan oxígeno para la oxidación. Son las
responsable de la transformación del sulfuro de hidrógeno (H2S), procedente de la
descomposición de la materia orgánica, en sulfato (SO 4-2) asimilable por las plantas,
con lo que cierran el ciclo del azufre.
La producción de sulfato origina unas condiciones extremadamente ácidas, con un pH
inferior a 2; Acidithiobacillus thiooxidans es excepcionalmente resistente a estas
condiciones y se encuentra en la naturaleza en ambientes muy ácidos. La capacidad de
las bacterias oxidadoras de azufre para producir ácido sulfúrico se utiliza a veces en
agricultura para corregir suelos alcalinos; con el arado se introduce en el suelo azufre
en polvo que las sulfobacterias presentes de manera natural en el suelo oxidan,
disminuyendo el pH del suelo hasta valores más adecuados para el cultivo.
Bacterias del nitrógeno
Las bacterias del nitrógeno oxidan compuestos reducidos de nitrógeno. Están
ampliamente difundidas en el suelo y son las responsables de oxidar amoniaco (NH3),
generalmente procedente de la descomposición de la materia orgánica (cadáveres,
excreción), y transformarlo en nitratos (NO3-) asimilables por la plantas; cierran así el
ciclo del nitrógeno. Pueden distinguirse las bacterias nitrificantes.
Fotoautótrofo
Los fotoautótrofos son organismos; especialmente plantas, que efectúan fotosíntesis
para obtener energía. Utilizan la energía de la luz solar para fijar el dióxido de carbono
CO2; éste es combinado con agua H2O formando PGAL (fosfogliceraldehido). Esta
molécula se usa para sintetizar diversas moléculas orgánicas, empezando por la
glucosa; usadas en los procesos celulares tales como biosíntesis y respiración celular.
Es realizado por las plantas por medio de la actividad de la clorofila. Las bacterias, en
cambio poseen otra substancia llamada bacterioclorofila que usa el ácido sulfhídrico en
vez de agua. La bacterioclorofila usa un espectro de luz más amplio que el que usa la
clorofila y que se extiende desde el infrarrojo al ultravioleta.
17
En un contexto ecológico los fotoautótrofos proporcionan nutrientes a todas las otras
formas de vida. En los ambientes terrestres las plantas son los principales organismos
fototrópicos mientras que en los ambientes acuáticos se incluyen una variedad de
organismos fototróficos como algas, protistas, bacterias y cianobacterias. La
fotosíntesis produce azúcares y a su vez éstas son almacenadas en forma de almidón.
Esta reserva puede ser usada cuando el nivel de luz es muy bajo para que el organismo
pueda satisfacer las demandas inmediatas de producción de materia orgánica.
Autótrofos terrestres
Autótrofos acuáticos
Heterótrofos
Los organismos heterótrofos son aquellos que deben alimentarse con las sustancias
orgánicas sintetizadas por otros organismos que producen los autótrofos o heterótrofos
a su vez. Entre los organismos heterótrofos se encuentra multitud de bacterias y
predominantemente los animales, como los humanos.
Un organismo heterótrofo es aquel que obtiene un carbono y nitrógeno de la materia
orgánica de otros y en la mayoría de los casos obtiene su energía de esta manera.
18
ACTIVIDAD 3.
Resuelve el cuadro comparativo entre quimioautótrofos, fotoautótrofos y heterótrofos
Cuadro comparativo
Características
Quimioautótrofos
Fotoautótrofos
Heterótrofos
Elaboran su propio alimento
Efectúan fotosíntesis
obtener energía
para
Utilizan
compuestos
orgánicos reducidos como
sustrato
Utilizan la anergia solar para
fijar el CO2
Hábitat
en
áreas
submarinas,
en
hidrotermales y ambientes
muy ácidos.
Hábitat terrestres y acuáticos
(plantas y animales)
Sus principales organismos
están formados por plantas
Sus principales organismos
están formados por bacterias
Necesitan de otros para
obtener su alimento
Sus principales organismos
están formados por hongos,
animales y protozoarios.

Citar la bibliografía al final del trabajo.
19
1.4 Catabolismo: fermentación y respiración celular.

Objetivo específico: El alumno comprenderá que la fermentación y la respiración
son procesos que, con distintas rutas metabólicas sirven para la degradación de
biomoléculas en los sistemas vivos.
Catabolismo.
El catabolismo es un proceso metabólico que degrada substancias para obtener otras
más simples.
Fermentación.
Reacciones anaeróbicas que transforman el piruvato producido por glucolisis en acido
láctico o alcohol
Fermentación a lactato
Se lleva a cabo en nuestros músculos al hacer ejercicio vigoroso. El lactato es la forma
ionizada del acido láctico que esta disuelto en el citoplasma. Cuando se hace ejercicio
vigoroso, puede no ser posible introducir suficiente oxígeno en sangre para suministrar
a los músculos el oxígeno que necesitan, cuándo se les priva del oxígeno necesario, los
músculos no dejan de trabajar de inmediato, sino que la glucolisis prosigue por un
tiempo para suministrar sus dos moléculas de ATP por glucosa y generar piruvato y
NADH. Después para regenerar en NAD+ las células musculares fermentan moléculas
de piruvato a lactato, usando los electrones e iones hidrogeno del NADH:
20
Fermentación Alcohólica
Proceso biológico en plena ausencia del aire originado por la actividad de algunos
microorganismos estas reacciones producen etanol y CO2 (en vez de lactato) a partir
del piruvato, usando iones hidrogeno y electrones del NADH:
21
Respiración Celular
Se lleva a cabo en las mitocondrias, las dos moléculas de piruvato producidas por la
glucolisis son transportadas a través de ambas membranas mitocondriales al interior de
la matriz.
1. Cada molécula de piruvato se rompe en CO2 y un grupo acetilo. El grupo acetilo
se une a la coenzima A para formar acetil CoA. Simultáneamente, el NAD + recibe
dos electrones y un ion hidrógeno para formar NADH. La acetil CoA entra a la
etapa de las reacciones de la matriz mitocondrial (ciclo de Krebs).
2. La acetil CoA dona su grupo acetilo al oxalacetato para formar citrato.
3. El citrato sufre transposición a isocitrato.
4. El isocitrato pierde un átomo de carbono en forma de CO2 y forma αcetoglutarato; se forma NADH a partir de NAD+
5. El α-cetoglutarato pierde un átomo de carbono en forma de CO2 y forma
succinato; se forma NADH a partir de NAD+ y se almacena más energía en ATP.
6. El succinato se transforma en fumarato, y el portador de electrones FAD se carga
para formar FADH2
7. El fumarato se transforma en malato.
8. El malato en oxalacetato, y se forma NADH a partir de NAD+
9. El NADH y FADH2 donan sus electrones al sistema de transporte de electrones
de la membrana interna de la mitocondria, donde la energía de los electrones se
usa para sintetizar de 32 a 34 moléculas de ATP por quimiósmosis.
22
Ciclo de Krebs (Esquema)
ACTIVIDAD 4.
Resuelve el siguiente cuestionario.
1. ¿Qué es Glucólisis? _________________________________________________
2. ¿En qué parte de la célula se lleva a cabo el proceso de Glucólisis?
_________________________________________________________________
3. ¿Cuál es el producto final de glucólisis? __________________________________
4. ¿En qué rutas metabólicas actúa el producto final de glucólisis?
_________________________________________________________________
5. ¿Cuál es la condición que se necesita para que se lleva a cabo la fermentación?
_________________________________________________________________
6. Diferencia entre fermentación alcohólica y láctica. __________________________
_________________________________________________________________
7. ¿En qué parte de la célula ocurre el proceso de fermentación?
________________________________________________________________
8. ¿En qué parte de la célula ocurre el proceso de respiración aerobia?
________________________________________________________________
23
9. ¿En qué parte de la mitocondria se de 32 a 34 moléculas de ATP?
________________________________________________________________
10. ¿Cómo se llama el ciclo que se lleva a cabo en la matriz mitocondrial?
________________________________________________________________

Citar la bibliografía al final del trabajo.
1.5 Anabolismo: fotosíntesis y síntesis de proteínas.

Objetivo específico: El alumno comprenderá que la fotosíntesis y la síntesis de
proteínas son procesos que, por diferentes rutas metabólicas permiten la
producción de biomoléculas en los sistemas vivos.
Anabolismo
El anabolismo en una fase del metabolismo en la que las sustancias sencillas se
sintetizan (se transforman) en otras más complejas.
Fotosíntesis
La fotosíntesis (del griego antiguo [foto], "luz", y [síntesis], "unión") es la conversión de
energía luminosa en energía química estable, siendo el trifosfato de adenosina (ATP) la
primera molécula en la que queda almacenada esa energía química. Con posterioridad,
el ATP se usa para sintetizar moléculas orgánicas glucosa. Además, se debe de tener
en cuenta que la vida en nuestro planeta se mantiene fundamentalmente gracias a la
fotosíntesis que realizan las algas, en el medio acuático, y las plantas, en el medio
terrestre, que tienen la capacidad de sintetizar materia orgánica (imprescindible para la
constitución de los seres vivos) partiendo de la luz y la materia inorgánica.
Los orgánulos citoplasmáticos encargados de la realización de la fotosíntesis son los
cloroplastos, de color verde (esta coloración es debida a la presencia del pigmento
clorofila) propias de las células vegetales. En el interior de estos orgánulos se halla una
cámara que contiene un medio interno llamado estroma, y unos sáculos aplastados
24
denominados tilacoides, cuya membrana contiene pigmentos fotosintéticos. En términos
medios, una célula foliar tiene entre cincuenta y sesenta cloroplastos en su interior.
Los orgánismos que tienen la capacidad de llevar a cabo la fotosíntesis son llamados
fotoautótrofos (otra nomenclatura posible es la de autótrofos, pero se debe tener en
cuenta que bajo esta denominación también se engloban aquellas bacterias que
realizan la quimiosíntesis) y fijan el CO2 atmosférico.
Fase luminosa
La energía luminosa que absorbe la clorofila se transmite a los electrones externos de
la molécula, los cuales escapan de la misma y producen una especie de corriente
eléctrica en el interior del cloroplasto al incorporarse a la cadena de transporte de
electrones. Esta energía puede ser empleada en la síntesis de ATP mediante la
fotofosforilación, y en la síntesis de NADPH. Los electrones que ceden las clorofilas son
repuestos mediante la oxidación del H2O, proceso en el cual se genera el O2 que las
plantas liberan a la atmósfera
cloroplasto
fase luminosa
Fase oscura
En la fase oscura, que tiene lugar en la matriz o estroma de los cloroplastos, la energía
en forma de ATP y el NADPH que se obtuvo en la fase fotoquímica se usa para
sintetizar materia orgánica (azúcares) por medio de sustancias inorgánicas. La fuente
de carbono empleada es el dióxido de carbono, mientras que como fuente de nitrógeno
se utilizan los nitratos y nitritos, y como fuente de azufre, los sulfatos
25
Síntesis de compuestos de carbono: también se conoce como Ciclo de Calvin, se
produce mediante un proceso de carácter cíclico en el que se pueden distinguir varios
pasos o fases.
En símbolos la fotosíntesis se expresa:
luz
CO2
+
Dióxido de carbono
H2O -------------Agua
clorofila
(CH2O)n
+
O2
Hidrato de carbono
Oxígeno
Compuesto Energético
Síntesis de Proteínas
La síntesis de las proteínas se divide en dos procesos transcripción y traducción.
Transcripción.
La transcripción es el proceso durante el cual la información genética contenida en el
DNA es copiado a un RNA de una cadena única llamado RNA-mensajero. La
transcripción es catalizada por una enzima llamada RNA-polimerasa. El proceso se
inicia separándose una porción de las cadenas de DNA: una de ellas, llamada hebra
26
sentido es utilizada como molde por la RNA-polimerasa para incorporar nucleótidos con
bases complementarias dispuestas en la misma secuencia que en la hebra anti-sentido,
complementaria de la hebra sentido inicial. La única diferencia consiste en que la timina
del DNA inicial es sustituida por uracilo en el RNA mensajero. Así, por ejemplo, una
secuencia ATGCAT de la hebra sentido del DNA inicial producirá una secuencia
UACGUA.
Además de las secuencia de nucleótidos que codifican proteínas, el RNA mensajero
copia del DNA inicial unas regiones que no codifican proteínas y que reciben en nombre
de intrones. Las partes que codifican proteínas se llaman exones. Por lo tanto, el RNA
inicialmente transcrito contiene tanto exones como intrones. Sin embargo, antes de que
abandone el núcleo para dirigirse al citoplasma donde se encuentran los ribosomas,
este RNA es procesado mediante operaciones de "corte y empalme", eliminándose los
intrones y uniéndose entre sí los exones. Este RNA-m maduro es el que emigra al
citoplasma. Un único gen puede codificar varias proteínas si el RNA-m inicial puede ser
cortado y empalmado de diversas formas. Esto ocurre, por ejemplo, durante la
diferenciación celular en donde las operaciones de corte y pegado permiten producir
diferentes proteínas.
Además de utilizarse como molde para la síntesis del RNA-m, el DNA también permite
la obtención de otros dos tipos de RNA:
El RNA de transferencia (t-RNA) que se une específicamente a cada uno de los 20
aminoácidos y los transporte al ribosoma para incorporarlos a la cadena polipeptídica
en crecimiento.
El RNA ribosómico (r-RNA) que conjuntamente con las proteínas ribosómicas constituye
el ribosoma.
Traducción.
El m-RNA maduro contiene la información para que los aminoácidos que constituyen
una proteína se vayan añadiendo según la secuencia correcta. Para ello, cada triplete
de nucleótidos consecutivos (codón) especifica un aminoácido. Dado que el m-RNA
contiene 4 bases, el número de combinaciones posibles de grupos de 3 es de 64,
número más que suficiente para codificar los 20 aminoácidos. De hecho, un aminoácido
puede ser codificado por varios codones.
27
Se une a la subunidad ribosómica grande con la subunidad ribosómica pequeña y el mRNA al encontrar esta última el codón de iniciación (AUG) metionina, se siguen leyendo
los siguientes codones y la proteína comienza a crecer hasta leerse un codón de alto.
La proteína se suelta del ribosoma.
ACTIVIDAD 5.
Resuelve el siguiente cuestionario
1. ¿Qué es la fotosíntesis? ______________________________________________
________________________________________________________________
2. ¿Cuáles son las fases que se presentan en la fotosíntesis?
________________________________________________________________
3. ¿En qué organelo celular ocurre la fotosíntesis? ___________________________
4. ¿Cuál es la energía que se genera en la primera fase de fotosíntesis?
_________________________________________________________________
5. ¿En qué parte del cloroplasto se lleva a cabo la primera fase de fotosíntesis?
________________________________________________________________
6. ¿Cómo se llama el ciclo en la segunda fase de fotosíntesis?
________________________________________________________________
7. ¿Cuáles son los procesos que ocurren en la Síntesis de Proteínas?
________________________________________________________________
8. ¿Qué proceso ocurre en el núcleo celular durante la síntesis de proteínas?
_________________________________________________________________
28
9. ¿Qué proceso ocurre en el ribosoma durante la síntesis de proteínas?
_________________________________________________________________
10. ¿Qué es un aminoácido? ____________________________________________
________________________________________________________________
11. ¿Cómo está formado un aminoácido? __________________________________
_______________________________________________________________
12. ¿Cuál es el aminoácido que se debe formar para empezar el crecimiento de la
proteína? _________________________________________________________
13. ¿Cuántos tipos de ácidos Nucleótidos participan en Síntesis de Proteínas?
________________________________________________________________
14. ¿Qué es un codón? _________________________________________________

Citar la bibliografía al final del trabajo.
29
Conclusión:
Los procesos metabólicos que presentan los diferentes sistemas vivos permiten
comprender la relación que existe entre ellos y así explicar la biodiversidad que se
presenta en diferentes ecosistemas, ya que el o los productos originados de una o
varias rutas metabólicas son los sustratos para otras rutas metabólicas ya sea dentro
de un mismo Sistema Vivo o incluso de especies diferentes.
30
UNIDAD II. ¿Por qué se considera a la variación genética como la base molecular de
la Biodiversidad?
INTRODUCCIÓN
La variabilidad es la propiedad que tienen los seres vivos de diferenciarse unos de
otros. En cierto sentido, es un fenómeno opuesto al de la herencia. La variabilidad en el
mundo biológico es muy elevada; sin incluir variaciones individuales de menor cuantía,
hay probablemente algunos millones de formas distintas sólo en el reino animal, y su
gran diversidad queda manifestada por el rango que presenta el tamaño: las formas de
mayor tamaño son alrededor de 10 millones de veces más grandes que las más
pequeñas. Junto a la diversidad de formas existe diversidad de funciones, de desarrollo
y de hábitat. Si se agrupan los individuos con ciertos caracteres homólogos, los
millones de formas distintas se pueden clasificar en un pequeño número de grupos
fácilmente caracterizados. De este modo, todos los seres vivos pueden ser colocados
en un sistema de clasificación que define con gran precisión el grado de similitud y, al
contrario, el grado de diferencia.
Objetivo particular:
Al finalizar la Unidad, el alumno comprenderá las fuentes de variación genética y las
formas de transmitirlas, a partir del estudio de los mecanismos de mutación,
recombinación y su expresión paraqué valore su importancia en la Biodiversidad.
31
2.1 ADN y RNA desde la perspectiva de la diversidad genética.

Objetivo específico: El alumno analizará el papel del material genético en la
diversidad.
Los ácidos nucleicos
Los ácidos nucleícos son compuestos químicos formados por carbono, hidrógeno,
oxígeno, nitrógeno y fósforo. Están formados por una pentosa, que puede ser una
ribosa o una desoxirribosa, un grupo fosfato y una base nitrogenada.
Según sea la pentosa, se distinguen dos tipos de ácidos nucleídos: el ácido ribonucleico
(RNA), si el azúcar es una ribosa, y el ácido desoxirribonucleico (ADN), si el azúcar es
desoxirribosa. Las bases nitrogenadas pueden ser de dos tipos: las bases púricas:
adenina y guanina; y las bases pirimidínicas, citosina, timina y uracilo .
El grupo formado por un fosfato, el azúcar y una base nitrogenada se denomina
nucleótido.
Ácido desoxirribonucleico (ADN)
El ADN está conformado por una cadena de nucleótidos que contienen como pentosa
una desoxirribosa y como base nitrogenada adenina, guanina, citosina y timina.
La secuencia primaria del ADN es una secuencia de nucleótidos de una sola cadena
que lleva el mensaje biológico. En la estructura secundaria, dos cadenas de ADN se
enfrentan y se unen mediante puentes de hidrógeno que se establecen entre las bases
nitrogenadas de forma que la adenina se une a la timina y la citosina a la guanina.
Estas dos cadenas que forman la doble hélice son complementarias y antiparalelas.
32
Ácido ribonucleico (RNA)
EL RNA está formado por una cadena de nucleótidos que contiene como pentosa una
ribosa y como bases nitrogenadas adenina, guanina, citosina y uracilo.
El RNA interviene en la transferencia de la información almacenada en el ADN para la
síntesis de proteínas.
Según la estructura, el lugar donde se encuentren y la función que realizan, se
distinguen en tres tipos: RNA ribosómico (RNAr) RNA mensajero (RNAm) y RNA de
transferencia (RNAt)
 RNA mensajero
Lleva del ADN a los ribosomas el código de un gen codificador de proteína.
 RNA de transferencia
Lleva el aminoácido correcto al ribosoma, según el código del RNAm.
 RNA ribosómico.
Se combina con proteínas para formar ribosomas, que son las estructuras que
enlazan aminoácidos para formar proteínas.
33
ACTIVIDAD 6.
Resuelve el cuadro comparativo entre ADN y RNA
CARACTERÍSTICA
ADN
RNA
Azúcar
Componente químico
Bases nitrogenadas
Pares de bases (unión)
Localización
Número de cadenas
Función
Buscar un artículo relacionado con el manejo de la información genética, leerlo y
elaborar un resumen.
 Citar la bibliografía al final del trabajo.
34
2.2 Cromosoma de células procariontes y eucariontes
Objetivo específico: El alumno contrastará la estructura del cromosoma procarionte y
eucarionte, como punto de partida para explicar la diversidad
genética.
Cromosoma Procarionte y Eucarionte.
Los cromosomas son los portadores de la mayor parte del material genético y
condicionan la organización de la vida y las características hereditarias de cada
especie.
Descubriéndose una serie de propiedades:






Todos los individuos de una misma especie tienen el mismo número de
cromosomas
Los cromosomas se duplican durante la división celular y, una vez completada,
recuperan el estado original
Los cromosomas de una célula difieren en tamaño y forma, y de cada tipo se
encuentran dos ejemplares, de modo que el número de cromosomas es de 2N
(esta propiedad se denomina diploidía)
Durante la formación de células sexuales (meiosis) el número de cromosomas
baja a N. La fertilización del óvulo por el espermatozoide, restaura el número de
cromosomas a 2N, de los cuales N proceden del padre y N de la madre
Además de los cromosomas usuales que forman parejas, existen los
cromosomas X e Y que condicionan el sexo. El cromosoma X está presente en
dos copias en las hembras, mientras que los varones tienen un cromosoma X y
un cromosoma Y. La asignación del sexo a un solo par de cromosomas explica
la proporción aproximadamente igual de varones y hembras.
Los cromosomas se observan mejor al microscopio durante la metafase, cuando
el DNA se ha duplicado y la cromatina está muy condensada, formando las
cromátidas (las dos hembras de DNA todavía unidas por un solo centrómero). A
partir de las fotografías obtenidas en esta fase, se crea el cariotipo, agrupando
los cromosomas por parejas
En la especie humana, el número de cromosomas es de 23 pares. Los 22 primeros (se
denominan autosomas) mientras que la pareja 23(sexual) es la XX para mujeres o XY
para los varones. Los cromosomas difieren en cuanto a forma y tamaño dependiendo
35
del número de pares de bases que contengan. En el ratón existen 20 pares de
cromosomas y en la mosca drosophiila melanogaster tan solo 4 pares.
Durante la metafase, las dos hembras del DNA ya duplicado se encuentran unidas por
el centrómero y el cinetocoro. El centrómero está constituido por DNA, mientras que el
cinetocoro es una proteína. Según la posición del centrómero, los cromosomas reciben
el nombre de metacéntrico, submetacéntrico, acrocéntrico o telocéntrico. En el cariotipo
humano los pares de cromosomas 13, 14, 15, 21, 22 son acrocéntricos y el cromosoma
Y es sub-telocéntrico.
El centrómero divide el cromosoma en dos brazos: un brazo corto (brazo q) y un brazo
largo (brazo p). Por convención, en los diagramas, el brazo q se coloca en la parte
superior. En los últimos años, los genetistas están terminando de mapear todos los
cromosomas en el llamado proyecto genoma humano.
ACTIVIDAD 7.
Buscar las características que se presentan en las anomalías de acuerdo al número de
cromosomas.
1. Síndrome de Turner (XO)
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________
36
2. Trisomía X (XXX)
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________
3. Síndrome de Klinefelter (XXY)
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________
4. Varones XYY
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________
5. Síndrome de Down
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________
 Citar la bibliografía al final del trabajo.
37
2.3 Relaciones alélicas

Objetivo específico: El alumno comparará las relaciones entre alelos en la
transmisión y expresión de la información genética, para comprender la
variación.
Relaciones alélicas
Los trabajos presentados por Mendel al cruzar individuos de razas puras con
características contrastantes, se obtiene una sola característica en la primera
generación, a esto le llamó alelo dominante, y la que no se manifestó la llamó alelo
recesivo.
En la cruza monohíbrida, (incluye un solo gen), al obtenerse los descendientes de dos
individuos puros con características contrastantes, se obtiene 100% de alelos
dominantes, mientras que en la segunda generación se obtiene 75% de los individuos
con características dominantes y 25% recesivos.
Para cruzas dihíbridas (donde se manejan dos pares de alelos; es decir dos genes) y
hasta trihíbridas, se emplea el cuadro de Punett. El cuadro de Punett es una especie de
matriz matemática donde se representa la unión de los espermatozoides con los óvulos,
por lo que la matriz resultante es el número de óvulos por el número de
espermatozoides. Estos datos son fáciles de calcular con la fórmula 2 n, donde n =
número de genes considerados. Para un dihíbrido por ejemplo, n = 2 y 2 2 = 4. El
cuadro de Punett resultante es de 4 x 4 con 16 opciones dentro.
Mendel, cruzó plantas de chícharo homócigoticas de semilla amarilla lisa con plantas
puras de semilla verde rugosa obtuvo en la primera generación plantas de semilla
amarilla lisa; al autofecundarse estas plantas, obtuvo en la f2 una proporción de 9/16
plantas de semilla amarilla lisa, 3/16 verde lisa, 3/16 amarilla rugosa y 1/16 verde
rugosa:
38
P
Amarilla lisa
Genotipo
x
AALL
F1
aall
Amarillo liso
Genotipo
Gametos
AL
Al
AaLl
AL
aL
al
Al
aL
al
AL
Al
AALL
AALl
AaLL
Am. Lisa
Am. Lisa
Am. Lisa
AALl
AAll
Am. lisa
F2
Verde rugosa
Am. Rug.
AaLL
AaLl
Am. Lisa
Am. Lisa
AaLl
Aall
Am. Lisa
Am. Rug.
aL
AaLl
Am. Lisa
aaLL
Verde Lisa
aaLl
Verde Lisa
al
AaLl
Am. Lisa
Aall
Am. Rug.
aaLl
Verde lisa
aall
Am. Rug.
39
Si observas atentamente, notarás que para un solo carácter, se cumple la proporción
3:1 de la cruza monohíbrida, pero la proporción 9:3:3:1 se puede obtener a partir de la
fórmula: (3 : 1)n donde n = grado de hibridación; puesto que esta es una cruza dihíbrida,
n=2.
Herencia intermedia o dominancia incompleta.
Al cruzar la planta llamada Dragoncillo de flores rojas (R,R) con homocigotos de flor
blanca (R’,R’) no se producen híbridos con flor roja, sino que presentan una coloración
rosa (R,R’).
Esta combinación aparente de los fenotipos no es resultado de ninguna alteración en
los alelos. En la generación F2, resultado de la cruza de los híbridos, se observa que
los fenotipos correspondientes a los homocigotos no han cambiado, ya que los colores
blanco y rojo son tan intensos como siempre.
La proporción fenotípica comprende ¼ parte de flores blancas, correspondiendo a una
proporción genotípica de ¼ R’R’; ½ de flores rosas, correspondiendo a una proporción
fenotípica de ½ RR’ y ¼ de flores rojas, con la proporción genotípica de ¼ RR.
P
genotipo
ANCHO ROJO
BBRR
gametos
B’B’R’R’
X
B’R’
BR
F1
Intermedio rosa
BB’RR’
genotipo
gametos
ANGOSTO BLANCO
BR
BR’
B’R
B’R’
40
Los tipos de sangre A, B, AB y O, de los seres humanos constituyen un sistema
conocido como alelos múltiples y son el resultado de tres diferentes alelos de un solo
gen. (IA, lB, i).
Sin embargo los alelos IA e IB son codominantes uno con el otro, es decir ambos son
fenotípicamente detectables en los heterocigotos. Los individuos cuyo genotipo es IAIB
su tipo sanguíneo es AB.
Los alelos codominantes son por lo tanto detectables fenotípicamente en los
heterocigotos, no son intermedios en el fenotipo entre los dos progenitores, pero tienen
características que los hacen distinguibles de ambos tipos de progenitores.
ACTIVIDAD 8.
Resuelve el siguiente cuestionario.
1. ¿Qué es un gen? ___________________________________________________
________________________________________________________________
2. ¿Qué es un alelo? ___________________________________________________
_________________________________________________________________
.
3. ¿Cómo se representan los alelos? ______________________________________
________________________________________________________________
4. ¿Cuántos tipos de alelos hay? _________________________________________
________________________________________________________________
41
5. ¿En qué proceso ocurren la separación de alelos para que la información quede
en el gameto masculino o femenino? ___________________________________
_________________________________________________________________
6. Si se cruza alelos dominante homocigotos y alelos recesivos homocigotos, ¿cuál
será el resultado en la primera generación y el resultado en la segunda
generación?
Primera generación: _________________________________________________
Segunda generación: ________________________________________________
7. ¿Por qué se da la Codominancia? ______________________________________
_________________________________________________________________
8. ¿Por qué se da la relación de alelos múltiples? ____________________________
_________________________________________________________________
9. ¿Por qué se da la herencia intermedia o dominancia incompleta?
________________________________________________________________
________________________________________________________________
10. ¿Qué es una cruza monohíbrida? ______________________________________
________________________________________________________________
42
11. ¿Qué es una cruza dihíbrida? _________________________________________
_______________________________________________________________

Citar la bibliografía al final del trabajo
2.4 Relaciones no alélicas

Objetivo específico: El alumno comparará las relaciones entre alelos en la
transmisión y expresión de la información genética, para comprender la
variación.
Relaciones no alélicas
Cuando dos o más pares independientes de genes tienen efectos similares y
sobreañadidos a una sola característica se aplica el término herencia poligénica.
A este tipo de variación fenotípica también se le conoce como variación continua, como
lo es la estatura en los humanos, que al igual que el color de piel, es la suma de la
influencia de varios genes.
La presencia de un alelo dado de un par génico determina la expresión o inhibición de
los alelos de otro par génico a lo que se le denomina epistasis. Mediante este
mecanismo, varios pares de genes interactúan para afectar la manifestación de un
rasgo cualquiera o un par de genes inhibe o invierte el efecto de otro par génico.
43
Es muy factible que la mayoría de los genes tengan muchos efectos fenotípicos
diferentes a lo que se le denomina pleiotropía.
ACTIVIDAD 9.
Resuelve las siguientes preguntas.
1. ¿Nombre del proceso que da como resultado de un gen que inhibe la acción de
otro?
_________________________________________________________________
2. ¿Nombre del proceso donde un gen actúa y como consecuencia altera varias
características fenotípicas?
_________________________________________________________________
3. ¿Nombre del proceso donde hay variación en una característica por la acción de 2
o más genes?
_________________________________________________________________
4. Las relaciones no alélicas tienen relación con los factores provocados por el medio
ambiente, busca dos ejemplos de cualquier tipo de relación alélica y explícalo
detalladamente.
a) _________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
b) _________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________

Citar la bibliografía al final del trabajo
44
2.5 Mutaciones

Objetivo específico: El alumno distinguirá los principales tipos de mutación y su
papel como materia prima de la variación en los sistemas vivos.
Mutación
Es la alteración o cambio en la información genética de un ser vivo y que por lo tanto va
a producir un cambio de características que se presenta súbita y espontáneamente, y
que se puede transmitir o heredar a la descendencia. La unidad genética capaz de
mutar es el gen que es la unidad de información hereditaria que forma parte del ADN.
En los seres multicelulares, las mutaciones sólo pueden ser heredadas cuando afectan
a las células reproductivas.
Las mutaciones pueden afectar a uno (puntuales), unos pocos (pseudopuntuales) o a
un gran número de nucleótidos de una secuencia de ADN (cromosómicas).
Las mutaciones pueden darse en tres niveles diferentes:
Mutaciones génicas o puntuales:
Las mutaciones a nivel molecular son llamadas génicas o puntuales y afectan la
constitución química de los genes. Se originan por:
Sustitución. Donde debería haber un nucleótido se inserta otro. Por ejemplo, en lugar
de la citosina se instala una timina.
Inversión, mediante dos giros de 180° dos segmentos de nucleótidos de hebras
complementarias se invierten y se intercambian.
Translocación. Ocurre un traslape de pares de nucleótidos complementarios de una
zona del ADN a otra
Desfasamiento. Al insertarse (inserción) o eliminarse (delección) uno o más nucleótidos
se produce un error de lectura durante la traducción que conlleva a la formación de
proteínas no funcionales.
Mutaciones cromosómicas:
El cambio afecta a un segmento de cromosoma (mayor de un gen), por tanto a su
estructura. Estas mutaciones pueden ocurrir por:
45
Delección. Es la pérdida de un segmento cromosómico, que puede ser terminal o
intercalar. Cuando ocurre en los dos extremos, la porción que porta el centrómero une
sus extremos rotos y forma un cromosoma anular.
Inversión. Cuando un segmento cromosómico rota 180° sobre sí mismo y se coloca en
forma invertida, por lo que se altera el orden de los genes en el cromosoma.
Duplicación.
Repetición
de
un
segmento
cromosómico.
Translocación. Intercambio de segmentos entre cromosomas no homólogos, que puede
ser o no recíproca. Algunos tipos de translocaciones producen abortos tempranos.
También se pueden formar portadores de trisomías como la del 21 (síndrome de
Down); al translocarse todo el cromosoma 21 a otro cromosoma como el 14 (14/21), los
gametos de esa persona llevarán el cromosoma translocado más uno normal, por lo
que al fecundarse con el gameto contrario, el producto resultante tendrá tres
cromosomas 21.
Mutaciones genómicas:
Euploidia.
Afecta al conjunto del genoma, aumentando el número de juegos cromosómicos
(poliploidía) o reduciéndolo a una sola serie (haploidia o monoploidia).
Aneuploidía
Afecta al número de cromosomas individualmente (por defecto o por exceso). Se debe
al fenómeno de no disyunción (que ocurre durante la meiosis cuando los cromosomas
homólogos no se separan y ambos se incorporan a un mismo gameto).
Trisomías.
La trisomía del cromosoma 21 produce el síndrome de Down.
46
ACTIVIDAD 10.
Resuelve las siguientes preguntas.
1. ¿Qué es una mutación? ______________________________________________
________________________________________________________________
2. ¿A qué nivel se dan las mutaciones?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
3. Menciona los factores que pueden provocar mutación inducida
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
4. ¿Cómo se da la mutación por deelección?
________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5. ¿Cómo se da una mutación por sustitución?
________________________________________________________________
________________________________________________________________
6. ¿Cómo se da una mutación por translocación?
________________________________________________________________
________________________________________________________________
47
7. ¿Cómo se da una mutación por inversión?
________________________________________________________________
8. Menciona ventajas que pueden tener los Sistemas Vivos cuando presentan
mutaciones. _______________________________________________________
_________________________________________________________________
9. Menciona desventajas que pueden tener los Sistemas Vivos cuando sufren
mutaciones.________________________________________________________
_________________________________________________________________
10. Explica qué es una mutación neutra. ___________________________________
_________________________________________________________________

Citar la bibliografía al final del trabajo
2.6 Recombinación genética

Objetivo específico: El alumno explicará las bases de la recombinación genética
para comprender su importancia en el proceso de variación.
Recombinación genética
La recombinación genética es un proceso que lleva a la obtención de un nuevo
genotipo a través del intercambio de material genético entre secuencias homólogas de
48
DNA de dos orígenes diferentes. La información genética de dos genotipos puede ser
agrupada en un nuevo genotipo mediante recombinación genética. Por lo tanto la
recombinación genética es otra forma efectiva de aumentar la variabilidad genética de
una población.
Tipos de recombinación genética
Recombinación homóloga
La recombinación homóloga (también llamada recombinación general) sucede durante
la profase I de la meiosis y tiene lugar entre las largas regiones de ADN cuyas
secuencias son homólogas, es decir altamente similares pero no idénticas.
Entrecruzamiento cromosómico
El entrecruzamiento cromosómico se refiere a la recombinación entre los cromosomas
apareados heredado de uno de los padres, generalmente ocurre durante la meiosis.
Durante la profase I, las cuatro cromátidas disponibles están estrechamente
posicionadas una con respecto a la otra. Mientras en esta formación, los sitios
homólogos en las dos cromátidas pueden coincidir entre sí, y pueden intercambiar
información genética. Como la recombinación puede producirse con baja probabilidad
en cualquier lugar del cromosoma, la frecuencia de recombinación entre dos puntos
depende de su distancia.
Recombinación no homóloga
La recombinación puede ocurrir entre secuencias de ADN que no contienen secuencias
homólogas. Estos son conocidos como recombinación no homóloga. Acontece
raramente en procariotas y levaduras, pero es más frecuente en células de mamíferos.
49
ACTIVIDAD 11.
Esquematiza cada uno de los diferentes tipos de recombinación.
a) Recombinación homóloga.
b) Entrecruzamiento cromosómico.
c) Recombinación no homóloga.

Citar la bibliografía al final del trabajo.
2.7 Flujo génico

Objetivo específico: el alumno reconocerá el papel del flujo génico como factor
de cambio en el nivel de población.
50
Flujo genético
El flujo genético (también conocido como migración) es la transferencia de genes de
una población a otra.
La migración hacia o desde una población puede ser responsable de importantes
cambios en las frecuencias del acervo genético (el número de individuos con un rasgo
particular). La inmigración puede resultar en la introducción de nuevo material genético
al acervo genético establecido de una especie o población particular y, a la inversa, la
emigración provoca una pérdida de material genético.
Hay un número de factores que afectan al ritmo del flujo genético entre poblaciones
diferentes. Uno de los factores más significativos es la movilidad, y los animales tienden
a ser más móviles que las plantas. Una mayor movilidad tiende a darle más potencial
migratorio a un individuo.
Barreras al flujo genético
Las barreras físicas al flujo genético son a menudo, pero no siempre, naturales. Pueden
incluir cordilleras infranqueables o grandes desiertos, o algo tan sencillo como la Gran
Muralla China, que ha dificultado el flujo natural de genes de plantas. Se han hallado
ejemplares de la misma especie que crecen en ambos lados con diferencias genéticas.
51
Flujo genético en humanos
Se ha observado flujo genético en humanos, por ejemplo en Estados Unidos, donde se
han juntado recientemente una población europea blanca y una población negra del
oeste de África. El grupo sanguíneo Duffy confiere al portador alguna resistencia a la
malaria, y como resultado, en África occidental, donde la malaria está extendida, el
alelo Fyo tiene en la práctica una frecuencia del cien por cien. En Europa, que tiene
unos niveles de malaria mucho más bajos, se puede tener tanto el alelo Fyª como el
Fyb. Se puede medir el ritmo de flujo genético entre dos poblaciones midiendo las
frecuencias. El flujo genético es mayor en el norte que en el sur.
Flujo genético entre especies
Los genes pueden fluir entre especies, como cuando se transfiere ADN bacteriano a los
animales o las plantas.
Una fuente de variabilidad genética es la transferencia genética, el movimiento de
material genético entre los límites de las especies, que incluyen la transferencia
genética horizontal, el cambio antigénico y la reordenación. Los virus pueden
transferirse genes entre especies. Las bacterias pueden incorporar genes de otras
bacterias muertas, intercambiar genes con bacterias vivas, y pueden tener plásmidos
que "establezcan su residencia separada del genoma huésped". "Comparaciones de
secuencias sugieren una transferencia horizontal reciente de varios genes entre
diversas especies, incluso a través de los límites de los "dominios" filogenéticos. Por
tanto, no se puede determinar concluyentemente la historia filogenética de una especie
determinando los árboles evolutivos de genes individuales."
ACTIVIDAD 12.
Contesta lo que se pide.
1. ¿Por qué es importante que se dé el flujo genético?
________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
2. ¿Cuáles son las desventajas que se pueden presentar cuando ocurre el flujo
genético? ________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
52
3. Busca un artículo relacionado con migraciones poblacionales, léelo, elabora un
resumen y menciona ventajas y desventajas que se están presentando en ésa
población de acuerdo al flujo genético, así como, los problemas ambientales que
se presentan para analizar cómo puede cambiar el flujo de genes de una
población a otra.
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________

Citar la bibliografía al final del trabajo.
53
Conclusión:
En ésta unidad se comprende las fuentes de variación genética y las formas de
transmitirlas a partir del estudio de las mutaciones, recombinación y su expresión para
valorar su importancia en la biodiversidad.
CONCLUSIÓN GENERAL:
La investigación, análisis y discusión individual y en equipo permiten adquirir
habilidades, actitudes y valores para el trabajo en clase, sin embargo, éste manual solo
pretende ser una herramienta de apoyo para tu desarrollo, ya que se necesita que
amplíes tu investigación en otras fuentes para enriquecer tu conocimiento.
54
BIBLIOGRAFÍA
Primera Unidad.
¿CÓMO SE EXPLICA LA DIVERSIDAD DE LOS SISTEMAS VIVOS A TRAVÉS DEL METABOLISMO?
-Audesirk, T., et al. La vida en la Tierra, 6ª edición, Prentice Hall, México, 2003.
-Curtis, H. y Barnes, N. S. Invitación a la Biología, 5ª edición, Editorial Médica
Panamericana, Madrid, España, 1996.
-Purves, W. K., et al. Vida. La Ciencia de la Biología, 6ª Editorial Médica Panamericana,
México, 2002.
-Solomon, E.P., et al. Biología, 5ª edición, Mc Graw-Hill Interamericana, México, 2001.
Segunda Unidad.
¿POR QUÉ SE CONSIDERA A LA VARIACIÓN GENÉTICA COMO LA BASE MOLÉCULAR DE LA
BIODIVERSIDAD?
-Campbell, N. A., et al. Biología. Conceptos y relaciones, 3ª edición, Prentice Hall,
México, 2001.
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