Temario gratisBiología y Geología 3.º ESO

Ventilación pulmonar, intercambio de gases, enfermedades respiratorias

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Introducción

El sistema respiratorio es una parte fundamental de nuestro organismo, que permite la entrada y salida de gases. Este sistema nos permite absorber el oxígeno necesario para la respiration y liberar los productos de la respiration, como el carbon dioxido.

Explicación

Explicación principal: El sistema respiratorio funciona para que el oxígeno llegue a las células y se convierta en energía, mientras que liberamos el carbon dioxido como desecho. Este proceso se debe a los órganos de respiración como el pulmón, las vías bronquiales y el sistema broncopulmonario.

Ejemplo

Ejemplo: Un paciente con asma inhala aire con gases altos de CO2, lo que podría llevar a una disfagia o a la paro respiratorio debido a la sensación de la presión y al aumento de la tensión en las vías respiratorias.

Ejercicios

¿Dónde tiene lugar el intercambio de gases entre el aire y la sangre en los pulmones?

¿Qué proceso describe mejor la inspiración durante la ventilación pulmonar?


Material adicional

Introducción a la genética

La genética es la rama de la biología que estudia la herencia biológica: cómo se transmiten los caracteres de padres a hijos. Los caracteres hereditarios (color de ojos, grupo sanguíneo, forma de la nariz...) están determinados por unidades de información llamadas genes, que se encuentran en los cromosomas.

ADN, genes y cromosomas

El ADN (ácido desoxirribonucleico) es una molécula en forma de doble hélice formada por dos cadenas de nucleótidos enrolladas entre sí. Cada nucleótido contiene: un azúcar (desoxirribosa), un grupo fosfato y una base nitrogenada (adenina A, timina T, guanina G o citosina C).

Las bases se emparejan de forma complementaria: A con T y G con C (reglas de Chargaff). La secuencia de bases del ADN constituye el «código genético» que contiene las instrucciones para fabricar todas las proteínas del organismo.

Un gen es un fragmento de ADN que contiene la información para fabricar una proteína (o un ARN funcional). Los seres humanos tienen aproximadamente 20.000-25.000 genes.

Los cromosomas son estructuras formadas por ADN empaquetado con proteínas (histonas). Son visibles al microscopio durante la división celular. El ser humano tiene 46 cromosomas (23 pares): 22 pares de autosomas (cromosomas no sexuales) y 1 par de cromosomas sexuales (XX en mujeres, XY en varones).

Cada par de cromosomas homólogos contiene los mismos genes pero puede tener alelos (versiones) diferentes. Por ejemplo, el gen del grupo sanguíneo ABO tiene tres alelos: Iᴬ, Iᴮ y i.

Conceptos genéticos fundamentales

ConceptoDefiniciónEjemplo
GenFragmento de ADN con información para un carácterGen del color de ojos
AleloCada versión posible de un genAlelo para ojos marrones / alelo para ojos azules
HomocigotoIndividuo con dos alelos iguales para un genAA o aa
HeterocigotoIndividuo con dos alelos diferentes para un genAa
GenotipoConjunto de alelos de un individuoAa
FenotipoCaracterísticas observables de un individuoOjos marrones
DominanteAlelo que se expresa en el fenotipo cuando está en heterocigosisA (se escribe con mayúscula)
RecesivoAlelo que solo se expresa en homocigosisa (se escribe con minúscula)

La herencia mendeliana

Gregor Mendel (1822-1884), monje agustino austriaco, descubrió las leyes de la herencia experimentando con plantas de guisante (Pisum sativum) en el jardín de su monasterio. Estudió caracteres discretos como el color de la semilla (amarillo/verde), la forma (lisa/rugosa) o la altura de la planta (alta/enana).

Primera ley de Mendel (Ley de la uniformidad): Al cruzar dos líneas puras (homocigotas) que difieren en un carácter, todos los individuos de la primera generación filial (F₁) son iguales entre sí e iguales al progenitor dominante.

📘 Ejemplo
Cruce: AA (amarillo, puro) × aa (verde, puro)
F₁: Todos Aa (heterocigotos, fenotipo amarillo porque A es dominante sobre a)

Segunda ley de Mendel (Ley de la segregación): Al cruzar dos individuos heterocigotos de la F₁, los alelos se separan (segregan) durante la formación de los gametos. En la F₂ aparecen las proporciones 3:1 (3 dominantes : 1 recesivo).

📘 Ejemplo
Cruce: Aa × Aa
F₂: 1 AA : 2 Aa : 1 aa (genotipos) → 3 amarillos : 1 verde (fenotipos)

Tercera ley de Mendel (Ley de la combinación independiente): Los genes situados en cromosomas distintos se heredan de forma independiente unos de otros. (Nota: esta ley tiene excepciones cuando los genes están en el mismo cromosoma, fenómeno conocido como ligamiento).

El cuadro de Punnett

El cuadro de Punnett es una herramienta para predecir las proporciones genotípicas y fenotípicas de la descendencia de un cruce. Se colocan los gametos de cada progenitor en los márgenes y se combinan en las casillas:

Aa
AAAAa
aAaaa

Resultado: 1/4 AA + 2/4 Aa + 1/4 aa = 3/4 fenotipo dominante + 1/4 fenotipo recesivo.

🖼️ Diagrama / Esquema
Esquema del cruce monohíbrido de Mendel: P (generación parental) → AA × aa; F₁ → todos Aa (fenotipo dominante); F₁ × F₁ → Aa × Aa; F₂ → 1 AA : 2 Aa : 1 aa (proporción fenotípica 3:1). Se incluye un cuadro de Punnett para cada cruce.
📌 Recuerda
Los genes están en los cromosomas (hechos de ADN). Cada gen puede tener diferentes alelos. Homocigoto: dos alelos iguales (AA o aa). Heterocigoto: dos alelos diferentes (Aa). El alelo dominante (A) se expresa siempre; el recesivo (a) solo en homocigosis.
🔬 Actividad de laboratorio
Resolución de problemas de genética:
1. El color del pelo en ratones: negro (N) es dominante sobre marrón (n).
  a) Cruza un ratón negro puro (NN) con uno marrón (nn). ¿Cómo será la F₁?
  b) Cruza dos ratones de la F₁ entre sí. ¿Qué proporciones esperas en la F₂?
  c) ¿Cuántos ratones marrones esperarías de una camada de 12 crías de la F₂?
2. Dibuja los cuadros de Punnett para cada cruce.
3. ¿Cómo podrías saber si un ratón negro es NN o Nn? (Pista: cruce de prueba con nn.)
🤔 ¿Sabías que...?
Gregor Mendel publicó sus descubrimientos en 1866, pero la comunidad científica los ignoró durante más de 30 años. No fue hasta 1900 cuando tres científicos (De Vries, Correns y Tschermak) redescubrieron independientemente las leyes de Mendel y reconocieron su importancia. Mendel murió en 1884 sin saber que sería considerado el «padre de la genética».
✏️ Ejercicios
1. ¿Qué es el ADN? Describe su estructura.

2. ¿Cuántos cromosomas tiene el ser humano? ¿Cuántos pares de autosomas y cuántos sexuales?

3. Define gen, alelo, genotipo y fenotipo.

4. ¿Qué diferencia hay entre un individuo homocigoto y uno heterocigoto?

5. Enuncia las tres leyes de Mendel.

6. En una especie, el pelaje oscuro (O) es dominante sobre el claro (o). Cruza Oo × Oo y determina las proporciones genotípicas y fenotípicas.

7. ¿Qué es un cuadro de Punnett? Dibuja uno para el cruce Aa × aa.

8. El grupo sanguíneo Rh+ (R) es dominante sobre el Rh− (r). Una pareja Rr × Rr quiere saber la probabilidad de tener un hijo Rh−. Calcula.

9. ¿Qué es un cruce de prueba y para qué sirve?

10. ¿Por qué Mendel eligió plantas de guisante para sus experimentos? Nombra al menos tres razones.
📋 Resumen de la lección
  • ADN: doble hélice de nucleótidos con bases A-T y G-C. Contiene la información genética.
  • Gen: fragmento de ADN. Alelo: versión de un gen. Cromosomas humanos: 46 (23 pares).
  • Homocigoto (AA, aa) vs. heterocigoto (Aa). Dominante (A) vs. recesivo (a).
  • 1.ª ley de Mendel: F₁ uniforme. 2.ª ley: segregación, F₂ en proporción 3:1. 3.ª ley: combinación independiente.
  • El cuadro de Punnett permite predecir las proporciones de la descendencia.

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