Temario gratisBiología y Geología 4.º ESO

ADN, genes, cromosomas, leyes de Mendel, problemas de cruces

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Introducción

En esta lección se estudian los componentes básicos de la herencia: el ADN, los genes y los cromosomas, así como las leyes de Mendel y la forma de resolver cruces genéticos.

Explicación

El ADN está formado por nucleótidos que codifican información genética; los genes son segmentos de ADN que determinan rasgos y se organizan en cromosomas, cuya transmisión sigue las leyes de Mendel.

Ejemplo

Ejemplo: Un cruce entre dos plantas homocigotas AA (altura alta) y aa (altura baja) produce una F1 heterocigota Aa. Al cruzar dos individuos Aa, la proporción fenotípica esperada en la F2 es 3 altas : 1 baja.

Ejercicios

Si se cruzan dos individuos heterocigóticos (Aa x Aa) para un carácter con dominancia completa, ¿qué proporción fenotípica se espera en la descendencia?

¿Qué es un gen?


Material adicional

La historia de la Tierra

La Tierra tiene una edad aproximada de 4.500 millones de años (4,5 Ga). A lo largo de este inmenso periodo, nuestro planeta ha experimentado cambios drásticos: la formación de la corteza, la aparición del agua líquida, el origen de la vida, la evolución de los organismos, la deriva continental, glaciaciones, extinciones masivas y la aparición del ser humano.

Las eras geológicas

La historia de la Tierra se divide en eones, eras, períodos y épocas, basándose en los grandes acontecimientos geológicos y biológicos registrados en los fósiles y las rocas:

Eón/EraPeríodoMillones de añosPrincipales acontecimientos
Hádico-4.500-4.000Formación de la Tierra, bombardeo meteorítico, Tierra fundida
Arcaico-4.000-2.500Primeros océanos, primeras bacterias, estromatolitos, inicio de la fotosíntesis
Proterozoico-2.500-541Gran Oxidación (O₂ en la atmósfera), primeros eucariotas, primeros pluricelulares, Tierra Bola de Nieve
PaleozoicoCámbrico541-485Explosión Cámbrica: aparición rápida de la mayoría de los filos animales
PaleozoicoOrdovícico485-444Primeras plantas terrestres, gran biodiversidad marina
PaleozoicoSilúrico444-419Primeros animales terrestres (artrópodos), primeros peces mandibulados
PaleozoicoDevónico419-359Era de los peces. Primeros anfibios. Primeros bosques
PaleozoicoCarbonífero359-299Grandes bosques de helechos arborescentes (origen del carbón). Primeros reptiles
PaleozoicoPérmico299-252Supercontinente Pangea. Gran extinción del Pérmico (96% de especies marinas)
MesozoicoTriásico252-201Primeros dinosaurios, primeros mamíferos
MesozoicoJurásico201-145Dominio de los dinosaurios, primeras aves (Archaeopteryx)
MesozoicoCretácico145-66Dinosaurios dominantes. Primeras angiospermas. Extinción K-Pg (asteroide)
CenozoicoPaleógeno/Neógeno66-2,6Radiación de mamíferos y aves. Primeros primates y homínidos
CenozoicoCuaternario2,6-actualidadGlaciaciones. Evolución humana: Homo habilis, erectus, neanderthalensis, sapiens

El origen de la vida

La vida se originó hace unos 3.800-3.500 millones de años. Las principales hipótesis son:

Hipótesis de Oparin-Haldane (sopa primordial): En la atmósfera primitiva (sin oxígeno, con CH₄, NH₃, H₂O, H₂), las descargas eléctricas y la radiación UV proporcionaron energía para formar moléculas orgánicas simples, que se acumularon en los océanos. Estas moléculas se organizaron en estructuras más complejas hasta originar las primeras células.

Experimento de Miller-Urey (1953): Stanley Miller simuló las condiciones de la Tierra primitiva en un matraz y obtuvo aminoácidos y otras moléculas orgánicas a partir de gases sencillos y descargas eléctricas. Demostró que la síntesis abiótica de moléculas orgánicas es posible.

Fuentes hidrotermales: Las chimeneas volcánicas submarinas podrían haber proporcionado la energía y los minerales necesarios para las primeras reacciones químicas de la vida.

Panspermia: La vida podría haber llegado a la Tierra en meteoritos o cometas (moléculas orgánicas complejas se han encontrado en meteoritos). No explica el origen último de la vida, sino su posible transporte.

Las extinciones masivas

A lo largo de la historia de la Tierra se han producido al menos cinco grandes extinciones masivas:

1. Ordovícico-Silúrico (~444 Ma): ~85% de las especies marinas. Causa: glaciación.

2. Devónico tardío (~360 Ma): ~75%. Causa: probable volcanismo y anoxia oceánica.

3. Pérmico-Triásico (~252 Ma): La mayor de todas, ~96% de especies marinas y ~70% de terrestres. Causa: erupciones volcánicas masivas (traps siberianos).

4. Triásico-Jurásico (~201 Ma): ~80%. Causa: probable actividad volcánica.

5. Cretácico-Paleógeno (~66 Ma): ~76%, incluyendo todos los dinosaurios no avianos. Causa: impacto de un asteroide de ~10 km de diámetro en Chicxulub (México), combinado con vulcanismo (traps del Decán).

Tras cada extinción masiva, los supervivientes se diversificaron para ocupar los nichos vacantes (radiación adaptativa). La extinción de los dinosaurios permitió la radiación de los mamíferos.

📌 Recuerda
La Tierra tiene 4.500 millones de años. La vida surgió hace ~3.800-3.500 Ma. Las eras geológicas: Hádico, Arcaico, Proterozoico, Paleozoico, Mesozoico, Cenozoico. Ha habido 5 grandes extinciones masivas; la mayor fue la del Pérmico-Triásico.
🔬 Actividad de laboratorio
Línea del tiempo a escala:
1. Consigue una cinta de papel de 4,5 metros de largo (1 metro = 1.000 millones de años).
2. Marca el inicio (4.500 Ma) y el final (hoy).
3. Señala los principales eventos: origen de la vida (3.800 Ma = a 70 cm del inicio), Gran Oxidación (2.400 Ma), primera célula eucariota (~2.000 Ma), explosión cámbrica (541 Ma = a 54 cm del final), dinosaurios (252-66 Ma), Homo sapiens (300.000 años = ¡0,03 mm del final!).
4. Observa las proporciones: ¿cuánto duró la era de las bacterias frente a la era de los dinosaurios o la de los humanos?
5. Reflexiona: la existencia humana es un instante en la historia de la Tierra.
🤔 ¿Sabías que...?
El asteroide que causó la extinción de los dinosaurios hace 66 millones de años tenía unos 10-15 km de diámetro e impactó en lo que hoy es la península de Yucatán (México), dejando un cráter de 180 km de diámetro (cráter de Chicxulub). El impacto liberó una energía equivalente a 10 mil millones de bombas de Hiroshima, provocando tsunamis, incendios globales, un «invierno de impacto» (oscuridad por el polvo) y lluvia ácida.
✏️ Ejercicios
1. ¿Cuántos años tiene la Tierra? ¿Cuándo surgió la vida?

2. Nombra las principales eras geológicas en orden cronológico.

3. ¿Qué fue la explosión cámbrica? ¿Cuándo ocurrió?

4. Describe el experimento de Miller-Urey y su importancia.

5. Nombra las cinco grandes extinciones masivas e indica la causa probable de cada una.

6. ¿Cuál fue la mayor extinción masiva de la historia? ¿Cuántas especies se extinguieron?

7. ¿Qué causó la extinción de los dinosaurios?

8. ¿Qué es una radiación adaptativa? ¿Qué relación tiene con las extinciones masivas?

9. ¿Cuándo aparecieron los primeros mamíferos? ¿Y los primeros Homo sapiens?

10. ¿Estamos viviendo una sexta extinción masiva? Argumenta tu respuesta.
📋 Resumen de la lección
  • La Tierra tiene 4.500 Ma. Vida: ~3.800 Ma. Oxígeno: ~2.400 Ma. Eucariotas: ~2.000 Ma.
  • Eras: Hádico → Arcaico → Proterozoico → Paleozoico → Mesozoico → Cenozoico.
  • Explosión Cámbrica (541 Ma): aparición rápida de los principales filos animales.
  • Cinco extinciones masivas. La mayor: Pérmico-Triásico (96% de especies marinas).
  • Extinción K-Pg (66 Ma): asteroide Chicxulub → fin de los dinosaurios → radiación de los mamíferos.

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