Gametogénesis: ovogénesis y espermatogénesis (3 de BGU)

Gametogénesis: ovogénesis y espermatogénesis Gametogénesis es la formación de gametos por medio de la MEIOSIS a partir de células germinales. Mediante este proceso el material genético de cada célula se reduce a la mitad. Así, el número de cromosomas que existe en las células germinales se reduce de diploide (doble) a haploide (único). Si el proceso tiene como resultado producir espermatozoides se le denomina espermatogénesis. Si el resultado son óvulos se denomina ovogénesis.

La espermatogénesis, es la gametogénesis en el hombre: el mecanismo encargado de la producción de espermatozoides. Este proceso se desarrolla en las testículos, aunque la maduración final de los espermatozoides se produce en el epidídimo. La espermatogénesis (transformación de espermatogonias hasta espermatozoides) tiene una duración aproximada de 64 a 75 días y consta de varias etapas. Las espermatogonias permanecen en mitosis durante 16 días, dando lugar a los espermatocitos primarios. Estos invierten 24 días en completar la primera meiosis y dar lugar a los espermatocitos secundarios que tardarán horas en convertirse en espermátides. Las espermátides se diferencian, empleando otros 24 días en este proceso. Las espermátidas se convierten en espermatozoides: se produce una reducción del citoplasma, el núcleo se alarga y se sitúa en la cabeza del espermatozoide, las mitocondrias se colocan en el cuello y los centriolos originan un flagelo o cola. Antes de salir por el pene para realizar la fecundación, pasan por el epidídimo del testículo, donde se realiza la espermiohistogénesis y obtienen el acrosoma, una especie de casco hecho de enzimas (vital para la fecundación) y una capa que lo protege del pH de la vagina (glicolema), la cual desaparecerá antes de llegar al óvulo para lograr entrar en él con la fuerza del acrosoma. El proceso que incluye la serie de cambios que experimentan las espermátides para su transformación en espermatozoide se denomina espermiogénesis. Cuando termina todo el proceso, los espermatozoides presentan zonas bien diferenciadas: la cabeza, el cuello y la cola. La cabeza, contiene los cromosomas de la herencia y lleva en su parte anterior un pequeño saliente o acrosoma, cuya misión es perforar las envolturas del óvulo. En el cuello o segmento se localiza el centrosoma y las mitocondrias, que garantizan el aporte energético. La cola o flagelo es el filamento que se encarga de generar la movilidad que le permite al espermatozoide "moverse" hasta el óvulo para poder fecundarlo. Los espermatozoides son células haploides, con la mitad de los cromosomas que una célula somática, son móviles y muy diferenciadas. La reducción en ellas se produce mediante una división celular, la meiosis, donde una célula diploide (2n) experimentará dos divisiones celulares sucesivas sin un paso de duplicación del ADN entre dichas divisiones, con la capacidad de generar cuatro células haploides (n). La ovogénesis es la gametogénesis femenina, es decir, el desarrollo y diferenciación del gameto femenino u óvulo mediante una división meiótica y se lleva a cabo en los ovarios. Este proceso se produce a partir de una célula diploide y se forman como productos una célula haploide funcional (el óvulo) y tres células haploides no funcionales (los cuerpos polares). Las células del organismo poseen una dotación genética compuesta por 46 cromosomas. Las células germinales poseen sólo 23. Al unirse tras la fecundación un ovocito con 23 cromosomas y un espermatozoide con 23 cromosomas darán lugar a un EMBRIÓN con células de 46 cromosomas.

Obtencion de éteres (3de BGU)

Mitosis, meiosis I y II ( 3 de BGU) (Realice un Organizador Gráfico)

Mitosis es la división nuclear más citocinesis, y produce dos células hijas idénticas. La mitosis completa, que produce células genéticamente idénticas, es el fundamento del crecimiento, de la reparación tisular y de la reproducción asexual. Presenta una serie de etapas. Ellas son la profase, prometafase, metafase, anafase y telofase. 

Profase: La cromatina en el núcleo comienza a condensarse y se vuelve visible en el microscopio óptico como cromosomas.  El  núcleolo desaparece.  Los centríolos comienzan a moverse a polos opuestos de la célula y las  fibras se extienden desde los centrómeros. Algunas fibras cruzan la célula para formar el huso mitótico. 

Prometafase: La membrana nuclear se disuelve, marcando el comienzo de la prometafase. 

Metafase: Fibras del huso alinean los cromosomas a lo largo del medio del núcleo celular.  Esta organización ayuda a asegurar que en la próxima fase, cuando los cromosomas se separen, cada nuevo núcleo recibirá una copia de cada cromosoma.

Anafase: Los pares de cromosomas se separan en los centrómeros y se mueven a lados opuestos de la célula.  El  movimiento es el resultado de una combinación del movimiento del centrómero a lo largo de los microtúbulos del huso y la interacción física de los microtúbulos polares.

Telofase:   Los cromatidos llegan a los polos opuestos de la célula, y nuevas membranas se forman alrededor de los núcleos hijos. Los cromosomas se dispersan y ya no son visibles bajo el microscopio óptico.  Las fibras del huso se dispersan, y la citocinesis o la partición de la célula puede comenzar también durante esta etapa.

Citocinesis:   En células animales, la citocinesis ocurre cuando un anillo fibroso compuesto de una proteína llamada actína, alrededor del centro de la célula se contrae pellizcando la célula en dos células hijas, cada una con su núcleo.  En células vegetales, la pared rígida requiere que una placa celular sea sintetizada entre las dos células hijas.

A) COMPLETAR NOMBRANDO LAS ETAPAS DE LA MITOSIS Y EXPLICAR BREVEMENTE

CADA UNA.

B) ¿CÚAL ES LA IMPORTANCIA DE LA MITOSIS?

MEIOSIS

Meiosis es una de las formas de la reproducción celular. Este proceso se realiza en las glándulas sexuales para la producción de gametos. Es un proceso de división celular en el cual una célula diploide (2n) experimenta dos divisiones sucesivas, con la capacidad de generar cuatro células haploides (n). En los organismos con reproducción sexual tiene importancia ya que es el mecanismo por el que se producen los óvulos y espermatozoides (gametos).  Este proceso se lleva a cabo en dos divisiones nucleares y citoplasmáticas, llamadas primeras y segunda división meiótica o simplemente meiosis I y meiosis II. Ambas comprenden profase, metafase, anafase y telofase.  Durante la meiosis los miembros de cada par homólogo de cromosomas se aparean durante la profase, formando tétradas permitiendo que se produzca la recombinación entre ambos cromosomas homólogos (crossing over). Posteriormente se produce una gran condensación cromosómica y las tétradas se sitúan en la placa ecuatorial durante la primera metafase, dando lugar a la migración de n cromosomas a cada uno de los polos durante la primera anafase. Esta división reduccional es la responsable del mantenimiento del número cromosómico característico de cada especie. En la meiosis II, las cromátidas hermanas que forman cada cromosoma se separan y se distribuyen entre los núcleos de las células hijas. La maduración de las células hijas dará lugar a los gametos.

MEIOSIS I

ProfaseI

Se inicia con los cromosomas duplicados, que comienzan su condensación.  En esta etapa, los cromosomas homólogos se aparean. El apareamiento o sinapsis de los homólogos es mediado por un complejo proteico. La sinapsis da lugar a la formación de grupos llamados tétradas, bivalentes o díadas, pues cada uno de ellos consta de un par de cromosomas homólogos duplicados, es decir, de 4 cromátides. Una vez apareados, entre los homólogos se produce el crossing over o entrecruzamiento genético. Este fenómeno consiste en un intercambio de fragmentos equivalentes, en uno o más puntos, entre cromátidas no hermanas. Como resultado se obtienen cromátides con información recombinada de origen materno y paterno.  Entre tanto, en el citoplasma se forma el huso, que se va extendiendo hacia los polos. La envoltura nuclear comienza su disgregación. Cuando ésta se halla completamente disgregada, se considera concluida la profase.

Metafase I

Los cromosomas homólogos se ubican en el plano ecuatorial. Los dos homólogos de un par se unen a la misma fibra del huso.

Anafase I

En esta etapa tiene lugar la separación al azar de los homólogos, que migran hacia los polos opuestos de la célula.  La separación al azar de los homólogos genera diferentes combinaciones cromosómicas en las células hijas.

Telofase I

Los homólogos llegan a polos opuestos de la célula. En cada polo se reorganiza la envoltura nuclear alrededor de los cromosomas, formándose dos núcleos hijos. Cada núcleo hijo contiene un cromosoma de cada par de homólogos. Por lo tanto, se trata de núcleos haploides, a pesar de que cada cromosoma aún es doble. La citocinesis puede ocurrir en esta etapa o diferirse hasta el término de la meiosis II. Si se produce la citocinesis, se obtienen dos células hijas.

MEIOSIS II

Profase II 

Cada célula hija obtenida de la meiosis I inicia la meiosis II, sin previa duplicación del material genético. Sin embargo, cada cromosoma consta de dos cromátides hermanas, debido a la duplicación del ADN ocurrida antes de comenzar la meiosis I.  La profase II es similar a una profase mitótica: los cromosomas se condensan, la envoltura nuclear se disgrega y se forma el huso. Este último adopta una dirección perpendicular con respecto al de la meiosis I.

Metafase  II

Los cromosomas se ubican en el plano ecuatorial. Cada cromosoma, con sus dos cromátidas hermanas, se une independientemente a una fibra del huso.

Anafase II

Las cromátides hermanas de cada cromosoma se separan al azar, migrando hacia polos opuestos.  Obsérvese que, a causa del crossing over, las cromátides hermanas ya no son idénticas como lo eran al iniciarse la profase I. Como ambas cromátides pueden dirigirse indistintamente a cualquiera de los dos polos, para cada cromosoma hay dos alternativas posibles. Combinando las distintas alternativas de todos los cromosomas, se amplía enormemente el número de variantes potenciales en las células hijas.

Telofase II 

Las cromátides hermanas, ahora cromosomas hijos, llegan a los polos. En cada polo, los cromosomas hijos son rodeados por una envoltura nuclear y se descondensan.  Se desorganiza el huso y se completa la división citoplasmática.  El resultado final son 4 células hijas haploides. La combinación de cromosomas y la combinación de genes en cada cromosoma es diferente para las cuatro células hijas.

Metodos de obtención de alcoholes (3 de BGU) ( Obtener el etanol, propanol y butanol por cualquiera de estos métodos)

Métodos de obtención de Alcoholes

Los principales métodos de obtención de alcoholes son:

a) Hidratación de alquenos

Se trata de una reacción de adición electrófila, que esquemáticamente puede representarse mediante la ecuación:

R—CH=CH2 + H2O	H2SO4==== ====	R—CHOH—CH3

El grupo - OH se adiciona al átomo de carbono más sustituido del doble enlace. Por ello, éste es un método muy apropiado para la obtención de alcoholes secundarios y terciarios, algunos de los cuales se preparan así industrialmente a partir de las fracciones de olefinas procedentes del craqueo del petróleo. Asimismo, éste es el método industrial más importante de fabricación de alcohol etílico, por hidratación del etileno, CH2 = CH2 en presencia de ácido sulfúrico.

b) Hidrólisis de halogenuros de alquilo

Se lleva a cabo normalmente en disolución de etanol acuoso y en presencia de catalizadores básicos, como KOH, AgOH, CO3Ca, etc.

R—CH2—Cl + AgOH		AgCl + R—CH2OH

c) Reducción de compuestos carbonílicos

====Esta reacción puede realizarse industrialmente con hidrógeno, en presencia de catalizadores, o bien en el laboratorio, mediante el hidruro de litio y aluminio, H4LiAl. Con aldehídos se obtienen alcoholes primarios y con cetonas alcoholes secundarios.

Estequiometría ( 2 de BGU ) (Realizar cálculos de moles, copiar uno y realizar dos propuestos por ustedes )

Estequiometría

Es el cálculo de las cantidades de reactivos y productos de una reacción química.

Definición

Información cuantitativa de las ecuaciones ajustadas
Los coeficientes de una ecuación ajustada representan:

• el número relativo de moléculas que participan en una reacción
• el número relativo de moles participantes en dicha reacción.

Por ejemplo en la ecuación ajustada siguiente:
la producción de dos moles de agua requieren el consumo de 2 moles de H₂ un mol de O₂.
Por lo tanto, en esta reacción tenemos que: "2 moles de H₂, 1 mol de O₂ y 2 moles de H₂O" son cantidades estequiométricamente equivalentes.
Estas relaciones estequiométricas, derivadas de las ecuaciones ajustadas, pueden usarse para determinar las cantidades esperadas de productos para una cantidad dada de reactivos.
Ejemplo:
¿Cuántas moles de H₂O se producirán en una reacción donde tenemos 1,57 moles de O₂, suponiendo que tenemos hidrógeno de sobra?
El cociente:
es la relación estequiométrica entre el H₂O y el O₂ de la ecuación ajustada de esta reacción.
Ejemplo:
Calcula la masa de CO₂ producida al quemar 1,00 gramo de C₄H₁₀.
Para la reacción de combustión del butano (C₄H₁₀) la ecuación ajustada es:
Para ello antes que nada debemos calcular cuantas moles de butano tenemos en 100 gramos de la muestra:
de manera que, si la relación estequiométrica entre el C₄H₁₀ y el CO₂ es:
por lo tanto:
Pero la pregunta pedía la determinación de la masa de CO₂ producida, por ello debemos convertir los moles de CO₂ en gramos (usando el peso molecular del CO₂):
De manera similar podemos determinar la masa de agua producida, la masa de oxígeno consumida, etc.

Las etapas esenciales

• Ajustar la ecuación química
• Calcular el peso molecular o fórmula de cada compuesto
• Convertir las masas a moles
• Usar la ecuación química para obtener los datos necesarios
• Reconvertir las moles a masas si se requiere

Cálculos

Cálculos de moles
La ecuación ajustada muestra la proporción entre reactivos y productos en la reacción
de manera que, para cada sustancia en la ecuación se puede calcular las moles consumidas o producidas debido a la reacción.
Si conocemos los pesos moleculares, podemos usar cantidades en gramos.

Conversión de moles a gramos:
Ejemplo: N₂ ¿Cuántos moles hay en 14,0 g?
PM = 14,01 x 2 = 28,02 g/mol

Cálculos de masa
Normalmente no medimos cantidades molares, pues en la mayoría de los experimentos en el laboratorio, es demasiado material. Esto, no es así cuando trabajamos en una planta química
En general mediremos gramos, o miligramos de material en el laboratorio y toneladas en el caso de plantas químicas
Los pesos moleculares y las ecuaciones químicas nos permiten usar masas o cantidades molares
Los pasos son:

• Ajustar la ecuación química
• Convertir los valores de masa a valores molares
• Usar los coeficientes de la ecuación ajustada para determinar las proporciones de reactivos y productos
• Reconvertir los valores de moles a masa.

Para la reacción:
Tenemos un exceso de HCl, de manera que está presente todo el que necesitamos y más.
Nótese que por cada Ca producimos 1 H₂
1) Calculamos el número de moles de Ca que pusimos en la reacción.
2) 10 g de Ca son 0,25 moles, como tenemos 0,25 moles de Ca, únicamente se producirán 0,25 moles de H₂. ¿Cuántos gramos produciremos?
gramos de H₂ = moles obtenidos x peso molecular del H₂ = 0,25 moles x 2,016 (g/mol) = 0,504 g

¿Cuántos g de CaCl₂ se formaron? También serán 0.25 moles. Y entonces:
gramos de CaCl₂ = moles obtenidos x peso molecular del CaCl₂ = 0,25 moles x 110,98 (g/mol) = 27,75 g

Algunos ejercicios prácticos

Cuando se ha ajustado una ecuación, los coeficientes representan el número de cada elemento en los reactivos y en los productos. También representan el número de moléculas y de moles de reactivos y productos.

Factores para calcular Moles-Moles
Cuando una ecuación está ajustada, basta un cálculo simple para saber las moles de un reactivo necesarias para obtener el número deseado de moles de un producto. Se encuentran multiplicando las moles deseada del producto por la relación entre las moles de reactivo y las moles de producto en la ecuación ajustada. La ecuación es la siguiente:
Ejemplo:
Cual de las siguientes operaciones es correcta para calcular el número de moles de hidrógeno necesarios para producir 6 moles de NH₃ según la siguiente ecuación?

a) 6 moles NH₃ x 2 moles NH₃ / 3 moles H₂
b) 6 moles NH₃ x 3 moles NH₃ / 2 moles H₂
c) 6 moles NH₃ x 3 moles H₂ / 2 moles NH₃
d) 6 moles NH₃ x 2 moles H₂ / 3 moles NH₃
En este caso, el reactivo es H₂, y el producto es NH₃.
La respuesta correcta es c
a) FALSA: la relación aquí es [moles de producto / moles de reactivo], pero debe ser [moles de reactivo / moles de producto].
b) FALSA: la relación aquí es [moles de producto / moles de reactivo], pero debe ser [moles de reactivo / moles de producto].
c) VERDADERA:


d) FALSA: la relación aquí es [2 moles de reactivo / 3 moles de producto], pero debe ser [3 moles de reactivo / 2 moles de producto].

Factor para Cálculos Mol-Gramos
Para encontrar la masa de producto, basta con multiplicar las moles de producto por su peso molecular en g/mol.
Ejemplo:
¿Cuál de las siguientes operaciones calcula correctamente la masa de oxígeno producida a partir de 0,25 moles de KClO₃ según la siguiente ecuación?
(Pesos Atómicos: K = 39,1, Cl = 35,45, O = 16,00).
a) 0,25 moles KClO₃ x 2 moles KClO₃/3 moles O₂ x 32 g/1 mol O₂
b) 0,25 moles KClO₃ x 3 moles O₂/2 moles KClO₃ x 32 g/1 mol O₂
c) 0,25 moles KClO₃ x 2 moles KClO₃/3 moles O₂ x 1 mol O₂/32 g
d) 0,25 moles KClO₃ x 3 moles O₂/2 moles KClO₃ x 1 mol O₂/32 g
En este caso, el reactivo es KClO₃, y el producto O₂
La respuesta correcta es b
a) FALSA: la relación usada aquí es [moles de reactivo / moles de producto], pero debe ser moles de producto / moles de reactivo].
b) VERDADERA:
c) FALSA: la relación usada aquí es [moles de reactivo / moles de producto], pero debe ser [moles de producto / moles de reactivo]. Además, la expresión correcta para el peso molecular es g/mol, y no mol/g.
d) FALSA: el número de moles de producto se multiplica por mol/g, pero lo correcto es por g/mol.

Factor para Cálculos Gramos-Gramos
En la cuestión correspondiente a este apartado, es muy importante estar seguros de usar la relación correcta de reactivos y productos de la ecuación ajustada.
Ejemplo:
¿Cuál de las siguientes operaciones es la correcta para calcular el número de gramos de carburo de calcio (CaC₂) necesarios para obtener 5,2 gramos de acetileno (C₂H₂)?
(Pesos Atómicos: Ca = 40,01, C = 12,01, O = 16,00, H = 1,008).
a) 5.2 g C₂H₂ x (1 mol C₂H₂/26 g C₂H₂) x (1 mol CaC₂/1 mol C₂H₂) x (64.1 g CaC₂/1 mol)
b) 5.2 g C₂H₂ x (26 g C₂H₂/1 mol) x (1 mol CaC₂/1 mol C₂H₂) x (1 mol/64.1 g CaC₂)
c) 5.2 g C₂H₂ x (1 mol/26 g C₂H₂) x (1 mol C₂H₂/1 mol CaC₂) x (1 mol/64.1 g CaC₂)
d) 5.2 g C₂H₂ x (26 g C₂H₂/1 mol) x (1 mol C₂H₂/1 mol CaC₂) x (64.1 g CaC₂/1 mol)
Escribiendo la ecuación en su forma estequiométricamente correcta la respuesta es a
a) forma estequiométricamente correcta.
b) forma estequiométricamente incorrecta.
c) forma estequiométricamente incorrecta.
d) forma estequiométricamente incorrecta.


Problemas de estequiometría - Moles a Moles. Ejemplo:
Calcular el número de moles de dióxido de nitrógeno (NO₂) obtenidas cuando se producen 3 moles de oxígeno en la descomposición del ácido nítrico por la luz?
En esta reacción, se obtiene 1 mol de O₂ y 4 moles de NO₂ cuando se descompomen 4 moles de ácido nítrico. Por tanto, cuando se forman 3 moles de O₂ se forman también 3 x 4 = 12 moles de NO₂.

Problemas de estequiometría - Moles a Masa. Ejemplo:
¿Cuantos moles de dióxido de azufrepueden obtenerse quemando 16 gramos de azufre?
(Pesos Atómicos: S = 32,06, O = 16,00).
En esta reacción, 1 mol de S₈ reacciona para dar 8 moles de SO₂. Por tanto:
Problemas de estequiometría - Masa a Masa. Ejemplo:
¿Que masa de H₂, que reacciona con exceso de O₂, produce 11.91 g de H₂O?
(Pesos Atómicos: H = 1,008, O = 16,00).
en esta reacción, 2 moles de H₂ reaccionan para dar 2 moles de H₂O. De acuerdo con la estequiometría de la reacción:
 

Mol y masa molar ( 1 de BGU )

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