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Cromosomas y división celular
por Gabriel Gellon, Nadia Goldweic, Lucía Zubizarreta, Camila
Gonzalez
Eje Temático: Biología
Nivel: Secundaria básica
1
¿Núcleo o citoplasma?
2
Mitosis: cómo se multiplican las células
3
Qué hacen los cromosomas
4
Lógica de la meiosis

Esta Secuencia
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CompartirIgual 4.0 Internacional
Cómo citar esta secuencia:
Gellon, Gabriel; Goldweic, Nadia; Zubizarreta, Lucía;
Gonzalez, Camila (2021). Cromosomas y división celular.
Fenomenautas. www.fenomenautas.org
Cromosomas y división celular
Por qué esta secuencia
Las dos formas de división de células eucariotas (mitosis y meiosis) nos revelan la lógica
fundamental de cómo las células gestionan el material genético en la proliferación celular y en la
generación de gametas. Esta secuencia aborda los dos procesos de división celular desde un punto
de vista altamente conceptual, sin hacer hincapié en descripciones pormenorizadas ni memorizar
nombres de etapas, sino yendo al corazón de su significado biológico. En el camino analizamos qué
es un cromosoma desde el punto de vista citológico y genético (no molecular) a través de
experimentos y observaciones clave. La secuencia ofrece oportunidades muy ricas para explorar la
naturaleza de la ciencia a través de sucesos históricos y de cuestiones sociocientíficas particulares,
como el efecto de la innovación en el avance de la ciencia, el sindrome de Down, la discriminación
de científicas mujeres o el uso comercial de la citogenética.
Contenidos Conceptuales
Mitosis
Meiosis
Cromosomas
Número cromosómico
Aneuploidías
Ciclo haplo-diplonte
Interpretación citológica de las leyes de
Mendel
Naturaleza de la Ciencia
Comunicación científica y publicaciones
Coherencia del conocimiento científico
Herramientas de Pensamiento
Identificación de patrones espaciales,
temporales, de comportamiento, etc.
Distinción entre observaciones y entidades
teóricas
Descripción y caracterización de
propiedades, fenómenos u objetos
Bibliografía
Curtis, H., Barnes, N. S., Schnek, A., y Massarini, A. (2008). Curtis. Biología (7.ª ed.). Buenos Aires: Editorial Médica
Panamericana.
Carlson, E. A. (2004). Mendelʼs Legacy: The Origin of Classical Genetics. Cold Spring Harbor Laboratory Press
Harris, H. (1999). The birth of the cell. New Haven, Conn. Yale University Press
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Clase 1: ¿Núcleo o citoplasma?
La información hereditaria se encuentra en el núcleo de la célula. Cómo se arribó a esta idea y cómo
se demostró que es cierta nos revela mucho sobre cómo piensan las personas que hacen ciencia.
Exploramos el rol de las conjeturas, de las observaciones y de la experimentación deliberada guiada
por preguntas. Además vemos cómo la comunidad científica promueve la comunicación interna.
Objetivos
Que los y las estudiantes puedan:
familiarizarse con situaciones de
investigaciones que involucran
conjeturas, observaciones y
experimentación deliberada
conocer que la información hereditaria
se encuentra alojada en el núcleo celular
y no en el citoplasma
reconocer algunas de las evidencias que
apoyan este resultado
familiarizarse con algunas formas en las
que científicos y científicas promueven
la comunicación entre miembros de su
comunidad, como el trabajo en centros
de investigación y la publicación de
trabajos científicos (papers)
Preparación
Imprimir copias de los documentos para
estudiantes (individuales o por grupos).
Leer con atención las orientaciones
complementarias en la “Guía de
respuestas y recursos adicionales”.
Acceso directo a materiales
de esta clase
Cromosomas y división celular | Clase 1 2/14

Cromosomas y división celular | Clase 1
Especulación y evidencia
¿Qué evidencias tenían los investigadores
inicialmente de que la información hereditaria
se encuentra en el núcleo de la célula?
Pautas para Docentes
En esta clase exploramos el problema científico de la
localización de la información hereditaria. Esta cuestión
fue clave para luego buscar de qué está hecho el
material genético, y encontrar y caracterizar al ADN. Pero
la clase nos ofrece mucho más que esto. Aprovechamos
la oportunidad para indagar acerca de cómo piensan,
trabajan y se comunican los miembros de la comunidad
científica.
En esta primera actividad, a través del estudio de caso
histórico, los y las estudiantes pueden apreciar cómo los
científicos y científicas especulan y ensayan ideas para
las que tienen poca evidencia. Ideas que luego pueden
usar para guiar experimentos y para la búsqueda de
evidencia. También pone de relieve la importancia de
tener buenas preguntas: aquellas que abordan
problemas ricos, relevantes pero bien acotados, como es
el caso de en qué parte de la célula se aloja el material
genético.
La actividad por lo tanto expone a la clase a formas de
pensamiento típicas de la ciencia. Es aconsejable
detenerse en esto y hacer manifiesta esta
intencionalidad, quizá con preguntas metacognitivas del
estilo: “¿Sabías que los científicos y científicas hacían
este tipo de especulaciones?”, “¿Coinciden estos
procederes con la idea de la ciencia que tenés o es algo
nuevo?”
Actividad
1
Los experimentos clave
¿Cuáles fueron los experimentos que probaron
que efectivamente la información hereditaria
se encuentra en el núcleo de la célula?
Recurso: mismo documento que para actividad
anterior.
Aquí pasamos de la evidencia indirecta, las
observaciones casuales y la especulación (todas cosas
muy buenas y absolutamente válidas en el arsenal de
modos de pensamiento de la ciencia) a la
experimentación deliberada. Este fue un cambio
filosófico que invadió a la biología alemana en esta época
y de la cual Roux y Boveri fueron grandes pioneros.
Tenían la convicción de que la biología debía abandonar
su tradición de observación arraigada en el naturalismo y
adoptar una visión experimental parecida a la de la física
y la química. Gran parte de este enorme avance y cambio
se dio alrededor de experimentos en la Estación de
Zoología Marina de Nápoles.
Esta es una apreciación de orden epistemológico que
puede ser compleja para estudiantes de esta edad, por lo
que es aconsejable acompañar mediante el diálogo en
estas exploraciones. Strasburger y Hertwig se alinean
más en la tradición de observaciones y Boveri y
Hämmerling claramente hacen experimentos con una
actitud muy moderna. La biología actual combina ambas
tradiciones, pero con un fuerte énfasis en la
experimentación.
Actividad
2
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Las mañas del oficio científico
¿Cómo trabajan las personas de ciencia?
anterior.
En esta actividad ahondamos en aspectos de la
naturaleza de la ciencia usando el tema del núcleo
celular como oportunidad. Una idea potente es que la
ciencia depende intensamente de las oportunidades que
tengan investigadores e investigadoras de compartir
ideas y material científico, discutir constructivamente e
intercambiar objetos y descubrimientos. Para lograrlo es
importante tener lugares de encuentro físicos y virtuales.
La Estación de Zoología Marina de Nápoles fue un
verdadero hervidero de ideas, un lugar de encuentro
físico. Las revistas científicas como Science, Nature y
muchas otras son lugares de encuentro virtual, en donde
las ideas y descubrimientos son puestas al ruedo y
encuentran críticas constructivas e inspiran nuevas
indagaciones y hallazgos. Aprovechen para discutir estas
ideas con sus estudiantes. Pueden resaltar que el clima
veraniego y social de la estación de Nápoles contribuye a
una atmósfera de camaradería e intercambio que
también se vive en muchos encuentros anuales de
hombres y mujeres de ciencia.
Actividad
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Clase 2: Mitosis: cómo se multiplican las células
Exploramos el proceso de división mitótica como forma de separar copias idénticas de los
cromosomas en sendas células hijas. Usamos una foto de preparado de raíz de cebolla para
interpretar las fases de la mitosis a partir de observaciones propias y reflexionamos sobre las
dificultades de estudiar las células y cómo las técnicas de microscopía permiten observarlas y
estudiarlas.
Objetivos
familiarizarse con el proceso de división
mitótica
reconozcan en fotos y esquemas
cromosomas, cromátidas y centrómeros
comprendan que la mitosis separa
cromátidas
reconozcan que los cromosomas
pueden tener una o dos cromátidas
dependiendo del estadio en que
encuentren en el ciclo celular
adviertan que las innovaciones técnicas
pueden abrir las posibilidades de nuevos
descubrimientos
se familiaricen con los obstáculos que
tuvo que vencer la ciencia de las células
para poder observar sus partes en
detalle (microscopios, tinción y fijadores)
Preparación
Los y las estudiantes deberán recortar
figuras en un papel, reordenarlas y
pegarlas en una hoja, para esto
necesitarán tijeras y cola.
de esta clase

Obstáculos en el estudio de las
células
¿Qué problemas existían en la observación de
las células y cuáles fueron las soluciones?
El aspecto tecnológico de la ciencia es clave para el
desarrollo de nuevas ideas. Invenciones e innovaciones
técnicas permiten constantemente que se planteen y
resuelvan nuevos problemas. La invención de la PCR y la
secuenciación rápida de ADN revolucionó el desarrollo
del diagnóstico médico y la formulación de vacunas. A
fines de 1800s varios avances permitieron el surgimiento
de una ciencia de las células más madura y el
descubrimiento de muchos procesos y partes celulares.
Aprovechen para poner de manifiesto estos avances en
términos de óptica, tinción y fijación de muestras. Es
importante también tomar consciencia de que los
conocimientos, aun los que nos parecen más básicos,
pueden haber contado con grandes obstáculos que
fueron resueltos con ingenio, como muchos obstáculos
son sorteados hoy en día. La célula parece “pan comido”
en la escuela, pero la simplicidad de los problemas que
aquellos investigadores debieron solucionar nos puede
dar una sensación del tipo de desafíos que los científicos
y científicas encuentran casi constantemente.
Actividad
1
Reconstrucción del proceso de
división celular
¿Cómo es el proceso de división celular y cómo
se estudia bajo el microscopio?
anterior.
Flemming tenía un problema particular: deseaba
describir un proceso que ocurre en el tiempo a
través de imágenes congeladas. Pudo hacerlo
observando etapas como si fueran un “storyboard”
de una historieta o fotogramas de una película. Es
interesante reflexionar que esta es una herramienta
poderosa de trabajo para quienes estudian
secuencias de eventos en el tiempo. Los geólogos y
geólogas reconstruyen la historia de la Tierra a
través de evidencias “congeladas”, los
paleontólogos pueden inferir las transformaciones
evolutivas de los organismos observando hitos
fosilizados de ese proceso. Los procesos ecológicos
por los cuales los lagos se transforman en ciénagas
o las especies van invadiendo y cambiando un
paisaje también pueden estudiarse observando
diferentes sistemas en distintas etapas del proceso.
Actividad
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Mitosis
¿Qué observó Flemming de la mitosis y qué
términos nuevos utilizó?
anterior.
Introducimos aquí más formalmente el significado
biológico de la mitosis. Para eso necesitamos ciertos
conceptos nuevos y su correspondiente nomenclatura.
Es importante concentrarse en los conceptos y no en la
terminología. La diferencia entre cromosoma y
cromátida es central. También lo es advertir que un
cromosoma puede estar compuesto de una o de dos
cromátidas dependiendo de en qué momento de su ciclo
esté (antes o después de la mitosis y de la duplicación
del material genético).
Creemos que es importante también resistir la tentación
de hacer una descripción demasiado detallada de la
mitosis y de introducir la abundante terminología
asociada a las diferentes fases. Las fases de la división
celular tienen un sentido descriptivo concreto y
diferentes procesos celulares ocurren en cada una de
ellas. Pero sostenemos que a esta altura de los estudios,
es preferible obviar estos detalles terminológicos y
concentrarse en lo central: la mitosis separa cromátidas
de un mismo cromosoma y produce dos células
genéticamente iguales. Esto es lo fundamental, y para lo
demás habrá otros momentos.
Actividad
3
El significado de la mitosis
¿Qué utilidad tiene la existencia de un proceso
de división celular tan complejo como la
mitosis?
anterior.
Esta actividad corta sirve para anclar el
significado biológico de esta división celular y
la idea de que los cromosomas son los
portadores de los genes.
Si lo desean pueden subrayar la enorme
audacia y profundidad intelectual de Roux al
proponer, casi de la nada, la idea correcta de
que los cromosomas son concatenaciones
lineales de genes.
Actividad
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Una mirada más moderna
¿Qué más podemos conocer de la mitosis a
partir de las nuevas tecnologías?
anterior.
No nos quedemos con la visión decimonónica o
libresca de la mitosis. Existen películas fascinantes y
hermosas que muestran en vivo este proceso
fundamental. No pierdan la oportunidad de
compartir con sus estudiantes algo a la vez
revelador y maravilloso. La ciencia no solo nos
ayuda a comprender, sino también a apreciar y
contemplar.
Aquí vemos algunas más:
https://www.youtube.com/watch?v=0Fa8S_WFTYI
https://www.youtube.com/watch?v=HpvkDHG1I-c
Actividad
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Clase 3: Qué hacen los cromosomas
Aprendemos que los cromosomas son entidades físicas permanentes dentro de la célula (aunque
no siempre se ven) y portan la información hereditaria. Cada cromosoma tiene un set de genes
diferentes, pero todos los cromosomas vienen de a pares en las células de la mayoría de los
animales y plantas. Comenzamos a explorar el significado de que los cromosomas vengan de a
pares.
Objetivos
reconocer que los cromosomas son
entidades físicas permanentes que
pasan de célula a célula y de generación
en generación
reconocer que cada especie tiene un
número y tipo de cromosomas que le
son característicos
reconocer que los cromosomas de la
mayoría de los animales y plantas
vienen de a pares
reconocer que los seres humanos
tenemos 46 cromosomas, 23 pares
familiarizarse con las técnicas de
cariotipado
reconocer que en muchos animales
(incluidos los humanos) el sexo está
determinado genéticamente por un
cromosoma diferente de su par y que en
humanos los cromosomas sexuales se
denominan X e Y
reconocer que el desbalance del
número de cromosomas ocasiona
problemas en el desarrollo
generalmente incompatibles con la vida
aprender los conceptos encerrados en
los términos “diploide”, “haploide”,
“trisomía” y “monosomía"
reconocer al Síndrome Down como l
Preparación
pegarlas en una hoja, para esto
de esta clase

Los cromosomas son únicos
¿Son los cromosomas aglutinaciones aleatorias
de cromatina o entidades que persisten a
través de la vida de la célula?
Estamos más o menos acostumbradas y acostumbrados
a pensar a los cromosomas como entidades
permanentes. Pero esto no fue siempre algo sabido, y es
importante hacerlo explícito. La razón es que esto
permite concebir a los cromosomas no solamente como
un objeto físico, sino también como un conjunto definido
de paquetes de información hereditaria que existen sin
modificación apreciable a lo largo de la vida de la célula,
y que persisten de una célula a otra, e incluso de una
generación a otra. Si los cromosomas son permanentes,
tiene sentido pensar en ellos como los objetos que se
van transmitiendo en la división celular y (como veremos
en las actividades siguientes) se re-barajen en el proceso
de meiosis. La permanencia de los cromosomas está
establecida más allá de toda duda, pero las
observaciones del tamaño y distribución de bandas
fueron claves para determinar que esto es así y que el
número y tipo de cromosomas es característico de cada
especie.
Actividad
1
¿Importa el número?
¿Qué pasa si tenemos cromosomas de más o
de menos? ¿Qué pasa si falta un par entero?
¿Qué pasa si falta un miembro del par?
anterior.
El tema del número de cromosomas es en realidad dos
temas en uno. Quizá sea bueno aclarar esto con los y las
estudiantes a lo largo de la clase.
Por un lado tenemos que cada cromosoma tiene su par
homólogo. Entonces, ¿qué pasa si hay uno en vez de dos
o tres en vez de dos? Cuando esto afecta a un solo par,
tenemos trisomías y monosomías que en su vasta
mayoría tienen problemas de desarrollo severos y son
incompatibles con la vida. Pero es importante notar dos
cosas aquí y muy importante que los y las docentes
tengan un rol activo en subrayarlo. Primero, estos
problemas no son debidos a la falta de información
genética, porque en todos estos casos hay siempre al
menos una copia de uno de los miembros del par. Se
trata entonces de problemas en el balance de la cantidad
de cromosomas, que por razones poco comprendidas,
lleva a problemas en el desarrollo. Segundo, y apoyando
esto último, no hay ningún problema si todos los
cromosomas carecen de un miembro del par. Este es el
caso de las células haploides que son en general viables.
Otro tema separado, aunque relacionado, es cuando
desaparece un par por completo (nulisomía). En ese caso
sí hay información genética faltante y sobrevienen
problemas del desarrollo debido a esto tal como
demostró Boveri en sus experimentos.
Actividad
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Cromosomas sexuales
¿Qué relación hay entre cromosomas y sexo?
anterior.
Este es un tema que tratamos aquí brevemente aunque
es probable que la clase pueda mantener discusiones
interesantes sobre el mismo. En primer lugar, desde el
punto de vista de conocimiento básico, es importante
notar que el sexo, con todas sus características externas
e internas, es un caracter genéticamente determinado en
muchos animales, como los seres humanos. Esto no es
cierto para todos los organismos (algunos determinan su
sexo por señales medioambientales o con la edad). Es
decir que hay genes que determinan el sexo masculino o
femenino. En general, el sexo femenino es la condición
de base del ser humano y por lo tanto no hay “un” gen de
ser hembra. El desarrollo masculino sí está más
restringido a ciertos genes en el cromosoma Y.
Es importante recordar que la composición cromosómica
no necesariamente determina el sexo, hay casos de
individuos XY que son hembras. Si bien desde el punto
de vista biológico se define hembra como el sexo que
produce óvulos y masculino el que produce
espermatozoides, en los mamíferos esto es más
complejo y podemos tener individuos (es raro) con
gónadas de un sexo y apareciencia externa de otro. Por
otro lado, es de máxima importancia distinguir entre
sexo y género. Si bien no ahondamos aquí en este tema,
tengan en cuenta que el género tiene que ver con la
identidad que una persona adquiere en una sociedad, no
está necesariamente ligado a su sexo gonadal ni mucho
menos a su constitución cromosómica.
Actividad
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Clase 4: Lógica de la meiosis
La culminación de esta secuencia aborda una de las síntesis más poderosas de la ciencia: la
explicación de las leyes de la herencia de Mendel a través del proceso de meiosis y fecundación. Es
un punto clave en la genética y el inicio de una mirada profunda en uno de los fenómenos más
fundamentales de la vida: las permutaciones de cromosomas generadas en la reproducción sexual.
Objetivos
reconocer que las gametas tienen la
mitad de los cromosomas de las células
somáticas, solamente un miembro de
cada par
reconocer que la fecundación produce
la suma de los cromosomas de las
gametas, restableciendo así el número
de cromosomas somáticos
reconocer que existe un proceso de
división celular para producir gametas
que reduce el número de cromosomas a
la mitad
reconocer que este proceso de
reducción de número cromosómico es
aleatorio, produciendo gametas con
diferentes combinaciones de
cromosomas maternos y paternos
advertir que este proceso de generación
de permutaciones explica los resultados
de los cruzamientos de Mendel
Preparación
pegarlas en una hoja, para lo cual
de esta clase

Cromosomas y gametas
¿Por qué los cromosomas vienen de a pares?
Esta primera actividad está pensada simplemente
para introducir la necesidad lógica de que exista
una división reduccional en algún punto para
producir gametas. También para reforzar la idea de
que la fecundación de dos gametas haploides
implica la formación de una célula diploide, en la
que cada miembro de cualquier par de
cromosomas proviene de un progenitor diferente.
De cada par, siempre un miembro viene de papá y
otro de mamá.
Actividad
1
Meiosis: una división celular
muy especial
¿Cómo es el proceso mediante el cual se
reparten los cromosomas de las células
sexuales?
anterior.
En esta actividad las y los estudiantes deben aprender
cómo es el proceso de división meiótica. Proponemos
que lo hagan ordenando las fases desordenadas respecto
del tiempo (la actividad es evocativa de otra en esta
misma secuencia en la que ordenaban fotos de mitosis).
Lo importante aquí es subrayar la característica
reductora de la meiosis I en contraste con la mitosis y la
meiosis II. Noten que las figuras desordenadas son
siempre de una célula. En un proceso meiótico completo
la meiosis II es doble porque la meiosis I culmina con la
formación de dos células hijas. Hagan énfasis en ello;
pueden dirigir a la clase a otras fuentes en internet o
libros para comparar con su resultado.
Consideramos de suma importancia resistirse a la
tentación de nombrar todas las fases del proceso
meiótico. Quizá el único nombre que haya que introducir
sea el de “metafase”. Esta es la etapa conceptualmente
más importante de cualquier división celular. Es esencial
que los y las estudiantes comprendan que en la metafase
de meiosis I se alinean los cromosomas homólogos, cada
uno con su par, para asegurarse de que la división sea
reductora y las células hijas reciban un miembro de cada
par. Mientras que en la metafase mitótica y de la meiosis
II no hay alineación de homólogos y lo que se separan
son cromátidas.
Van a notar también que no hacemos referencia al
crossing-over o recombinación de cromátidas de
cromosomas homólogos. Las pautas de la siguiente
actividad ahondan en esta omisión.
Actividad
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Meiosis y variación
¿Son iguales los cromosomas aportados por
cada progenitor?
anterior.
En esta actividad las y los estudiantes deben recrear con
cromosomas de papel el proceso de meiosis y
comprender en profundidad que la separación de cada
par es aleatoria. Históricamente esto no fue obvio y
muchos investigadores mantuvieron que la meiosis
separaba la dotación completa de origen paterno de la
de origen materno. Hasta que Sutton propuso, con
enorme astucia, que el proceso debía ser al azar para
explicar las leyes de Mendel.
El proceso de crossing-over es el gran ausente de esta
secuencia. Este proceso (que también ocurre durante la
metafase) es de gigantesca importancia, pero
consideramos que debe ser abordado una vez que se
haya comprendido en profundidad el poder
recombinatorio de la segregación al azar de pares de
homólogos. Abordar el crossing-over en este momento
nos pone en riesgo de introducir demasiados conceptos,
con pérdida de comprensión de los mismos.
El tema puede ser atisbado a través de la última
pregunta. Si re-barajamos los pares de los 23
cromosomas humanos, el cálculo combinatorio indica
que sólo podemos obtener alrededor de 8 millones de
combinaciones. Claramente hay más de 8 millones de
humanos y humanas diferentes, con lo cual el re-
barajado meiótico no alcanza para explicar la variación
que observamos. Hay otras fuentes de variación y es
quizá importante mencionar esto a los y las estudiantes.
Una de esas fuentes es el crossing-over.
Actividad
3
Cromosomas y las leyes de la
herencia
¿Qué relación hay entre cromosomas y leyes de
Mendel?
anterior.
Esta actividad es importante desde el punto de
vista conceptual, porque conecta dos esferas de
conocimiento: la biología de la célula y la genética
clásica. Pero justamente esta síntesis intelectual es
de enorme importancia también como ejemplo de
cómo opera la ciencia. Existen varios casos
(¡aunque no infinitos!) de síntesis de cuerpos
teóricos, como los que unieron a la electricidad con
el magnetismo o la termodinámica con la química.
Esto es un ejemplo del poder de la coherencia de
las ideas en ciencia: pueden ahondar en este
aspecto epistemológico leyendo el documento
adjunto. Es un tema que quizá merezca la pena
discutir más a fondo con la clase.
Actividad
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