El núcleo: control metabólico y reproducción celular
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Autora: Adriana Orjuela Responsable
disciplinar: Silvia Blaustein Área
disciplinar: Biología Temática:
Biología celular Nivel: Secundario, ciclo
básico Secuencia didáctica elaborada por Educ.ar
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Propósitos generales
Promover el uso de los equipos portátiles en el proceso de enseñanza y aprendizaje.
Promover el trabajo en red y colaborativo, la discusión y el intercambio entre pares, la realización en conjunto de la propuesta, la autonomía de los alumnos y el rol del docente como orientador y facilitador del trabajo.
Estimular la búsqueda y selección crítica de información proveniente de diferentes soportes, la evaluación y validación, el procesamiento, la jerarquización, la crítica y la interpretación.
Introducción a las actividades
Los diferentes trabajos que realiza la célula eucariota para mantenerse viva, reproducirse y cumplir sus funciones dependen de la información que se encuentra dentro del núcleo.
El núcleo está rodeado por la membrana nuclear que tiene características específicas que le permiten una fluida comunicación con el citoplasma y con el exterior de la célula. En estas actividades van a trabajar sobre dos mecanismos clave de la vida celular: el control del metabolismo y la reproducción.
Objetivo de las actividades
Que los alumnos comprendan la importancia del núcleo celular en las actividades de control metabólico y reproducción.
Actividad 1
Seguramente todos han escuchado hablar de la importancia del metabolismo para la vida. Cuando se afirma que para vivir es necesario alimentarse, se hace referencia a esos procesos metabólicos.
Cuando se realiza mucho ejercicio físico o se pasa mucho tiempo estudiando, por lo general se tiene una sensación de hambre: el cerebro indica que es necesario consumir energía porque se ha gastado mucha. A nivel celular sucede lo mismo: para vivir y cumplir sus funciones, la célula debe manejar su energía, es decir, conseguirla, almacenarla y gastarla. Así como el cerebro humano alerta cuando las personas están con poca energía (se sienten cansadas y tienen mucha hambre), el núcleo de la célula está atento para coordinar los procesos de almacenar y liberar energía.
1. De manera individual, realicen una investigación que responda las siguientes consignas:a) ¿Qué es el metabolismo?
b) Busquen la definición de homeostasis.
c) ¿Qué relación existe entre metabolismo y energía?
d) ¿Qué significa que una reacción química sea exergónica o que sea endergónica?
e) ¿Qué es una enzima?
f) ¿Para qué se usa el ATP (adenosin trifosfato) en el metabolismo celular?
Pueden ayudarse con la información de los siguientes enlaces: 2. Busquen situaciones de la vida cotidiana que los ayuden a comprender los conceptos investigados. Estas preguntas pueden ayudarlos a pensar:
a) ¿Con qué concepto relacionan un comercial de televisión sobre un deportista que debe hidratarse con una bebida especial?
b) ¿Por qué puede servir la idea de una enzima para hablar de un detergente que saca las manchas más difíciles?
c) ¿Por qué cuando corren, respiran más rápido?
3. Realicen un dibujo que muestre las mejores situaciones de la vida cotidiana que puedan darles una idea del control del metabolismo por parte del núcleo de la célula.
Actividad 2
El ciclo celular es la secuencia cíclica de procesos en la vida de una célula eucariota que conserva la capacidad de dividirse. Consiste de interfase, mitosis y citocinesis. El lapso de tiempo requerido para completar un ciclo celular se llama tiempo de regeneración.
En
la imagen
[1] se ve el esquema simplificado del ciclo de vida de una
célula. Se puede
colocar el inicio del ciclo celular al comienzo de la interfase
(inicio de la flecha verde). La interfase está dividida en tres fases:
G1, S y G2. Durante la fase S se produce la replicación del ADN. Las
fases G1 y G2 proporcionan un tiempo adicional para que la célula
crezca. Si la interfase durara solo la fase S, se duplicaría el ADN
pero la célula no lograría duplicar su tamaño, lo cual es necesario
para que vuelva a dividirse. Durante las fases G1 y G2 la célula no
solo crece sino que acumula energía para el proceso de mitosis (M),
pues el proceso de reproducción es muy costoso energéticamente. La fase
G2, además de continuar con el crecimiento y la acumulación de energía,
le otorga a la célula un período de seguridad donde la célula verifica
que el ADN se haya duplicado correctamente. Sin ello, la mitosis
fracasaría. Toda la fase M es el momento en el que la célula se
reproduce y la citocinesis es el proceso de separación entre las dos
células resultantes.
En la imagen pueden ver los momentos de la reproducción celular: comienza con la organización de los cromosomas en la profase (ADN) y concluye con la división celular (citocinesis). Normalmente, la fase M es de corta duración (una hora) mientras que la interfase es bastante larga (12 horas o más). Otro dato interesante es que, si la célula debe detener su ciclo por algún motivo (por ejemplo, falta de nutrientes en el exterior), no puede detenerse en cualquier parte del ciclo celular. Lo hará solamente al inicio de G1, en un momento que se denomina G0.
1. Luego de mirar con atención la imagen, completen la siguiente lista de oraciones en los procesadores de texto de sus equipos portátiles:
a) Interfase significa…b) La fase M es…
c) Las partes de la fase M son…
d) Citocinesis significa…
e) La frase «todas las células se forman a partir de células preexistentes» implica que una célula solo puede formarse…
Actividad 3: El control del metabolismo y la división celular: el papel organizador del núcleo
La función del núcleo celular es mantener la integridad de los genes y controlar las actividades celulares (división, crecimiento, síntesis de ADN, etc.), regulando la expresión de los genes. ¿Cómo se entera el núcleo de la célula de que debe sintetizar más ADN (para que la célula se divida) o de que tiene que indicarle a la célula que genere más energía (ATP) para dividirse?
1. Imaginen que la célula es una fábrica de caramelos y el núcleo es el jefe de la fábrica. Los caramelos se producen con azúcar y todo el proceso de cocción de los caramelos se realiza en una olla calentada a fuego directo.
a) ¿Cuáles serían las razones para fabricar más caramelos?
b) Si el jefe ordena parar la producción, ¿por qué podría ser? ¿Cómo se llama la fase en la que «se detiene la producción» de una célula?
c) La fábrica de caramelos se quedó sin gas… ¿Puede seguir fabricando caramelos? ¿Por qué? ¿Qué representa el calor que genera el fuego? Les damos tres opciones: ATP, proteínas o ADN.
d) Supongan que consiguen azúcar para seguir fabricando caramelos, pero se quedan sin papel para envolverlos adecuadamente: ¿la fábrica puede seguir funcionando?
Las respuestas de las situaciones anteriores dan una idea de la importancia de que todo en la célula (como en la fábrica) funcione adecuadamente. Para ello, el núcleo tiene muchos sistemas y formas de control del metabolismo de la célula a diferentes niveles.
2. Describan la estructura del núcleo y señalen qué elementos de esa estructura pueden regular la actividad metabólica (para ello, piensen en la fábrica y qué pasaría si cerraran las puertas y las ventanas).
3. En el núcleo ocurre la transcripción, y fuera de él, en el citoplasma, la traducción. Lean los textos de los enlaces anteriores y observen los siguientes videos sobre estos procesos. Luego, sugieran los puntos en los que el control del metabolismo podría ser más efectivo.
a) Lean el siguiente enlace sobre el núcleo celular y revisen lo que plantearon en el punto anterior.
b) Busquen el significado del término factores de transcripción. Si tuvieran que asignarle una función en la analogía de la fábrica de caramelos, ¿cuál sería? Elijan entre las siguientes opciones: portero o guardia, supervisor de fabricación, chofer del jefe. Expliquen la elección.
Actividad de cierre: Metabolismo y reproducción celular
1. Para verificar que comprendieron los temas de estas actividades, ingresen a la siguiente autoevaluación sobre la relación entre metabolismo celular y reproducción celular. Al cliquear en él, aparecerá una página de autoevaluación. Allí deben cliquear en Comenzar a leer y tendrán dos minutos para leer el texto y llenar los espacios en blanco. Luego deben cliquear en Controle para saber qué respuestas fueron correctas y cuál fue el tiempo empleado para realizar la tarea.
¡A ver quién logra más porcentaje en menos tiempo!