Nuevas estrategias en la enseñanza de la mitosis

Abstract

The teaching of mitosis is a key issue in training students in the field of Natural Sciences. It
is proposed that this issue can be addressed by accompanying lectures with new teaching
methods such as problem-based learning. In this way, the theoretical case studies are
supplemented and enhanced by small workshops and classroom activities. In this paper, we
describe a proposal of action consisting of different methodological approaches and new
strategies for teaching mitosis.

La enseñanza de la mitosis es un tema clave y recurrente en la formación de los estudiantes
en Ciencias naturales, por ello se propone trabajar los contenidos de este tema
acompañando las clases teóricas con nuevas metodologías docentes como el aprendizaje
basado en problemas. De manera que los contenidos teóricos se acompañen con casos
prácticos, pequeños talleres o prácticas de aula. En el presente trabajo, describimos una
propuesta de actuación con diferentes abordajes que constituyen nueva estrategia
metodológica de la enseñanza de la mitosis.

Full text

III Congreso de Docentes de Ciencias
Nuevas estrategias eN la eNseñaNza de la mitosis
José Manuel Pérez Martín
Facultad de CC. Sociales y de la Educación de la Universidad Camilo José Cela
Grupo de Toxicología celular de la Universidad Autónoma de Madrid
jmperez@ucjc.edu jmperezm@gmail.com
Mónica Aquilino Amez
Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional de Educación a Distancia
maquiamez@gmail.com
Palabras clave: Mitosis, errores conceptuales, aprendizaje basado en problemas (ABP), estructura del
cromosoma, recursos didácticos en Biología.
Keywords: Mitosis, misconceptions, problem based learning (PBL), chromosome structure, Biology didac-
tic resources.
Resumen
La enseñanza de la mitosis es un tema clave y recurrente en la formación de los estudiantes en ciencias
naturales, por ello se propone trabajar los contenidos de este tema acompañando las clases teóricas con
nuevas metodologías docentes, como el aprendizaje basado en problemas. De manera que los conteni-
dos teóricos se acompañen con casos prácticos, pequeños talleres o prácticas de aula. En el presente
trabajo, describimos una propuesta de actuación con diferentes abordajes que constituyen una nueva
estrategia metodológica de la enseñanza de la mitosis.
Abstract
The teaching of mitosis is a key issue in training students in the field of Natural Sciences. It is proposed
that this issue can be addressed by accompanying lectures with new teaching methods such as problem-
based learning. In this way, the theoretical case studies are supplemented and enhanced by small work-
shops and classroom activities. In this paper, we describe a proposal of action consisting of different
methodological approaches and new strategies for teaching mitosis.
iNtroduccióN
La enseñanza de la mitosis es un punto clave en la formación de los estudiantes de ciencias naturales. La
división celular es un tema recurrente en los temarios de las asignaturas afines a este área de conocimien-

José Manuel Pérez Martín, Mónica aquilino aMez200
to desde la Educación Secundaria Obligatoria (ESO) hasta en diferentes asignaturas de los másteres de
Biomedicina que se imparten en las universidades españolas. Tanto es así que, si analizamos el examen
estandarizado más relevante en la carrera académica de nuestros estudiantes, las Pruebas de Acceso a
Estudios Universitarios, podemos ver que en los exámenes de Biología de los últimos años en la Comu-
nidad de Madrid siempre aparece una pregunta sobre la división celular. Es un porcentaje muy elevado,
teniendo en cuenta que siempre aparece una en cada opción de las dos que pueden elegir los estudian-
tes y que el total de preguntas por opción es de cinco.
La relevancia de este contenido se pone de manifiesto por la presencia en estos exámenes, pero tam-
bién si atendemos al currículum ESO para las asignaturas de Ciencias de la Naturaleza y Biología, y
Geología (RD 1631/2006),1 o el que se refiere al Bachillerato (RD 1467/2007)2 para Biología, que ema-
nan de la Ley Orgánica de Educación. Los contenidos relativos a la división celular en sus diferentes ni-
veles, aspectos, concreciones y profundidad se abordan en el bloque 4 de 2.º de ESO, en el bloque 2 de
3.º de la ESO, en el bloque 3 de 4.º de ESO y en el segundo bloque de contenidos de 2.º de Bachille-
rato. En etapas formativas posteriores, concretamente en la titulación de Biología (Licenciados y Gra-
duados en Biología), estos contenidos vuelven a repetirse en al menos cuatro asignaturas troncales y
obligatorias: Biología Celular, Bioquímica, Genética y Fisiología Vegetal. Lo que puede ampliarse en caso
de que opte por asignaturas relacionadas con la Biología molecular y celular. Además de esto, en los
estudios de postgrado de las áreas biosanitarias también suelen aparecer contenidos relacionados con
la división celular.
Debido a la recurrencia de estos temas a lo largo de las distintas etapas formativas, puede ser que los
docentes caigamos en la tentación de dar por sentados ciertos contenidos, o quizás caer en la dejadez o
la desidia durante la impartición de esas clases por la reiteración, provocando la desmotivación en los
estudiantes. También es posible que los estudiantes interpreten que es un contenido que ya tienen domi-
nado y ocurra aquello que decía Eugène Ionescu, «El tedio florece cuando uno se siente a salvo. Es un
inequívoco síntoma de seguridad».
Esta situación ha tenido reflejo en la realidad, ya que cada vez es más frecuente encontrar alumnos de
últimos años de carrera que no son capaces de identificar al microscopio las diferentes etapas de la mi-
tosis. Este hecho ha sido observado en alumnos de tercer curso del Grado y de cuarto de la Licenciatu-
ra en Biología, y puede deberse a cualquiera de las dos situaciones anteriormente descritas: el alumno no
lo aprende por creer que lo sabe y/o por el tedio que le supone dicho contenido, y el profesor no lo
transmite tan bien como otros contenidos ya que entiende que es un contenido repetido.
Las teorías del aprendizaje en lo que respecta a la construcción del conocimiento en los individuos son
variadas y atienden a diferentes aspectos (Mergel, 1998).3 Sin embargo, en el paradigma educativo actual
basado en el constructivismo de Ausubel, el aprendizaje de contenidos se superpone sobre los conceptos
adquiridos previamente, modificando estos para adecuarlos a las situaciones correctas según el nuevo
aprendizaje (Ausubel y col., 1983).4 Por tanto, los conceptos se estructuran en forma de árboles de
conocimiento que, en la medida de lo posible, van creciendo e interaccionando entre ellos formando
1 Ministerio De eDucación y ciencia. real Decreto 1631/2006, de 29 de diciembre, por el que se establecen las
Enseñanzas Mínimas correspondientes a la Educación Secundaria Obligatoria. Boletín Oficial del Estado n.º 5: 667-773.
(España).
2 Ministerio De eDucación y ciencia. real Decreto 1467/2007, de 2 de noviembre, por el que se establece la estruc-
tura del Bachillerato y se fijan sus Enseñanzas Mínimas. Boletín Oficial del Estado n.º 266: 45381-45477. (España).
3 Mergel, b. (1998). Diseño instruccional y Teoría del aprendizaje, Universidad de Saskatchewan, Canadá, p. 35.
http://www.suagm.edu/umet/biblioteca/Reserva_Profesores/janette_orengo_educ_173/Teorias.pdf. Último acceso 26
de junio de 2014.
4 ausubel, D., novak, J., Hanesian, H. (1983). Psicología Educativa: Un punto de vista cognoscitivo. México. D. F., p. 623.

III Congreso de Docentes de CienciasII Congreso de Docentes de Ciencias
201Nuevas estrategias eN la eNseñaNza de la mitosis
relaciones entre contenidos. Para hacernos una idea, podríamos representarlos bidimensionalmente
como proponen Novak y Gowin (1984),5 en forma de mapas conceptuales, una herramienta que se
utiliza muy frecuentemente en educación.
En la base del aprendizaje en la que se sustenta el paradigma constructivista de Ausubel, se asienta el
concepto de cambio conceptual tras la detección de los errores conceptuales, que son las ideas formadas
por los estudiantes y que no se corresponden con la realidad. El origen de estos errores son múltiples y
van desde una interpretación errónea de un contenido explicado en clase, adquirido autónomamente en
la vida cotidiana o incluso por las situaciones socio-culturales por las que se vea influenciado (revisado
por Moreira y Greca, 2003;6 Bello, 20047).
En este artículo se describe el método de trabajo por el que hemos analizado esta situación y las modi-
ficaciones docentes puestas en marcha para paliar la situación. Comenzamos por una evaluación diagnós-
tica en la que valoramos dónde estaban los problemas de interpretación, el error conceptual. Una vez
detectado, planteamos formas de trabajo motivadoras que implicaron a los alumnos, definimos las mejo-
res herramientas para procurar introducir cambios conceptuales, y finalmente trabajamos actividades de
refuerzo empleando dichas metodologías.
objetivos
Nuestro objetivo global perseguía la mejora del aprendizaje de la mitosis, pero no para el corto plazo, en
el que se trabaja mediante representaciones arquetípicas de la naturaleza, sino mediante recursos didác-
ticos que muestren imágenes y situaciones reales que garanticen un aprendizaje útil a corto y largo plazo.
Para ello fijamos unos objetivos concretos, que fueron:
1. Mejorar el aprendizaje de los alumnos en los contenidos relativos a la mitosis: reconocer las fases del
ciclo celular y las figuras mitóticas reales tal y como se observan al microscopio, así como las estruc-
turas de un cromosoma eucariota.
2. Identificar los cambios que se producen en la distribución de la cromatina a lo largo de las distintas
fases del ciclo y la división celular, y utilizarlo como criterio para definir la etapa mitótica en la que se
halla la célula.
3. Conocer los puntos de control del ciclo y la división celular.
metodología
La estrategia metodológica de nuestra propuesta se estructura en cinco etapas que se centraron en:
evaluar el conocimiento previo y detectar el problema, describirlo detalladamente, impartir contenidos
nuevos, evaluar los resultados de la nueva estrategia y proponer tareas autónomas individuales y/o gru-
pales para el estudiante que trabaje en la consolidación de los contenidos.
Primera etapa. Evaluación diagnóstica del nivel de conocimiento de los alumnos sobre la división celular.
Las cuestiones que valoramos fueron las relativas a la identificación de microfotografías de figuras mitóti-
cas, así como de imágenes tomadas de esquemas de libros de texto de nivel universitario.
5 novak, J. D. y gowin, D. b. (1984). Learning how to learn. Cambridge, Cambridge University Press, p. 228.
6 Moreira, M. a., greca, i. a. (2003). Conceptual change: critical analysis and proposals in the light of the meaningful
learning theory. Ciência & Educação, 9 (2), 301-315.
7 bello, s. (2004). Ideas previas y cambio conceptual. Educación Química, 15 (3), 60-67.

José Manuel Pérez Martín, Mónica aquilino aMez202
Segunda etapa. Análisis de los esquemas de la mitosis en libros de texto potencialmente disponibles para
los alumnos a la hora de estudiar los temas relacionados con la división celular.
Tercera etapa. Clase teórico-práctica de mitosis. Preparación, observación y estudio de muestras citológicas
reales para analizar la división mitótica.
Cuarta etapa. Evaluación de los resultados. Se pidió el cálculo de la tasa de división de las muestras anali-
zadas, que consiste en el recuento de 250 células y la clasificación de cada una de ellas en las diferentes
etapas del ciclo celular (interfase, profase, metafase, anafase y telofase), calculando posteriormente el
porcentaje de células en mitosis del total observado.
Quinta etapa. Actividades de refuerzo. Para que el contenido se afianzase en mayor medida, se les propu-
sieron diferentes actividades con perfil lúdico. Por un lado debían encontrar un recurso didáctico donde
se describiera la mitosis y detectar los errores que aparecieran en él. La fuente y el formato de estos
recursos podrían ser cualquiera (páginas web, libros de texto, vídeos, etc.), pero en el trabajo debían
consignar su origen. Posteriormente se les planteó una actividad para trabajar en grupo: un caso práctico
sobre divisiones mitóticas con errores.
resultados y discusióN
Evaluación diagnóstica. Nuestro trabajo se inició con la presentación de imágenes de divisiones mitóticas
procedentes de esquemas de libros de texto. En estos casos, los alumnos reconocieron sin dificultad
todas las figuras que allí se les mostraron. Posteriormente se les enseñaron microfotografías reales de
células en división con distintas tinciones y de distintos orígenes (animales y vegetales). En este punto
surgió la dificultad, no todas las imágenes que se mostraron fueron reconocidas por todos los alumnos,
e incluso algunas eran desconocidas por la inmensa mayoría. Tal es el caso de la metafase en vista polar,
que los esquemas de los libros nunca representan, privando a los estudiantes de la idea de que las células
tienen volumen.
Por lo tanto, fue evidente que el problema apareció cuando se enfrentaron a situaciones reales: prepara-
ciones microscópicas realizadas por ellos mismos tanto en células animales como vegetales. Pensamos
que en cierta medida el problema radica en la utilización de los esquemas de los libros de texto que
incorporan dibujos arquetípicos muy vistosos y poco fidedignos con la realidad. Sin olvidar también lo que
hemos podido ver en otros, se utilizan microfotografías de gran belleza y complejidad que quizás desen-
focan, a ojos de los estudiantes, el objetivo que persiguen: mostrar los cambios en la condensación y la
posición de la cromatina a lo largo del ciclo celular. Ese es el criterio fundamental que nos indica en qué
fase de la mitosis nos encontramos.
Cierto es que el resto de la célula cambia la distribución e incluso el aspecto de los otros orgánulos y
que incluso el citoesqueleto de microtúbulos cambia radicalmente, reorganizándose para dar lugar al
huso acromático. Sin embargo, si bien cuando las microfotografías muestran más de una señal detectada
(cromatina y microtúbulos, cromatina y centrómeros, cromatina y centrosomas) se vuelven más especta-
culares visualmente, distraen a los alumnos alejándolos de lo importante en ese momento: ¿qué fase mi-
tótica es? En nuestro caso no negamos el interés de esas fotos, pero el aprendizaje autónomo que deben
desarrollar los estudiantes a veces se reduce con dichas imágenes, porque no estamos ahí para indicarles
concretamente qué tienen que ver, en qué se tienen que centrar primero. Tanto es así que en nuestro
programa tenemos establecida una sesión independiente de esta que nos ocupa en este trabajo, en la
que les pedimos que identifiquen la fase de la división mitótica en la que se encuentra cada célula sin ver
cómo está la cromatina. Solo pueden utilizar la señal fluorescente de los microtúbulos y de los microfila-
mentos, pero todo ello una vez que son capaces de identificar cualquier figura mitótica con el marcaje
del núcleo.

III Congreso de Docentes de CienciasII Congreso de Docentes de Ciencias
203Nuevas estrategias eN la eNseñaNza de la mitosis
Por lo tanto, detectamos un problema: los alumnos reconocen las figuras de los esquemas y los asocian
con una etapa de la mitosis, pero no siempre son capaces de establecer una tercera asociación con las
imágenes reales que se ven en el microscopio. Entonces ¿qué hay de diferentes entre las imágenes de los
esquemas de los libros y las imágenes reales?
La mitosis en los libros de texto. Los autores del trabajo analizamos los temas relacionados con el ciclo
y la división celular en varios libros de texto que los alumnos universitarios pueden utilizar para estudiar
estos contenidos y que estaban relacionados con el área de conocimiento (biología celular). Del mismo
modo también revisamos cómo se presentan los contenidos en otros manuales más generalistas pero
también relacionados con la biología.
En este punto hay que resaltar que los esquemas relacionados con la división mitótica en los manuales
de nivel universitario son muy vistosos y llamativos, pero sus representaciones arquetípicas suelen estar
muy alejadas de la realidad que el estudio al microscopio nos revela. Tanto fue así que los esquemas de
multitud de estos libros presentan errores graves que dificultan la interpretación de la visualización, así
como el entendimiento del proceso sucesivo de las fases mitóticas.
Todo el mundo asume que las representaciones esquematizadas facilitan la comprensión por idealizar de
un modo simplificado la realidad. Sin embargo, facilitar la comprensión de un proceso no debe estar re-
ñido con la veracidad de lo que allí se pretende describir. Incluso representaciones como las que mostra-
mos en este trabajo para fomentar el espíritu crítico no serían buenas para niveles educativos bajos, ya
que, aunque la profundidad del conocimiento que se les pretende transmitir sea menor, no hay por qué
falsear la realidad. La adaptación al nivel educativo no es presentar el contenido con errores.
En ciencias es fundamental fomentar el espíritu crítico en los estudiantes, de manera que como actividad
de la sesión se les propuso a los estudiantes que analizaran críticamente esquemas de la división celular de
libros de texto que les mostrábamos en diapositivas. La primera imagen (Figura 1) que presentamos a los
alumnos mostraba un esquema de la división celular de un libro del año 2010, donde confluyen la mayo-
ría de los errores conceptuales que los estudiantes incorporan en la construcción del concepto desde el
inicio de su formación, arrastrándolos durante mucho tiempo y dificultando el entendimiento de la mito-
sis al observar preparados microscópicos reales. Por ello y sirviéndonos de ejemplo, y no de escarnio
público, procedimos a su crítica.
Figura 1. Esquema de la mitosis tomado del libro titulado Junqueira’s Basic Histology, 12th Edition (2010).
The McGraw-Hill Companies, Inc. (Figura 3-21, p. 60).8
8 MescHer, a. l. (2009). Junqueira's Basic Histology: Text and Atlas (12 ed.), Estados Unidos, McGraw Hill Professional, p.
467.

José Manuel Pérez Martín, Mónica aquilino aMez204
Pedimos a modo de introducción que un alumno describiera el proceso de mitosis utilizando el esquema.
Apoyándose didácticamente en él, describió cómo la profase se detecta morfológicamente como una
fase en la que se visualiza la cromatina condensándose dentro del núcleo, la envoltura nuclear sigue sien-
do evidente y el nucléolo comienza a desorganizarse. Llegado un momento concreto la envoltura se
desensambla y los cromosomas condensados se visualizan individualizadamente, se identifican los extre-
mos (telómeros), centrómeros (constricción primaria) e incluso en algunos casos las regiones organiza-
doras del nucléolo (en inglés NOR) que se corresponden a las constricciones secundarias. A la vez que
continúan condensándose, van siendo conducidos hacia el centro de la célula hasta que son alineados en
la placa ecuatorial. Una vez allí todos, se produce el disparo anafásico y las cromátidas hermanas pierden
su cohesividad, y por la inestabilidad dinámica de los microtúbulos (que no se ve al microscopio pero los
alumnos lo dicen como si se viera), las dos cromátidas se separan y migran a polos opuestos. Según
avanza la anafase y los polos se van separando, en las células animales surge una constricción en el centro
de la célula que acaba segmentando en dos células hijas la célula que estaba en mitosis. En el momento
en el que los cromosomas están cerca de los polos y se aprecia esta constricción se habla de telofase, la
cual finaliza cuando la cromatina se descondensa y la célula se divide en dos mediante el proceso deno-
minado citocinesis.
Este último párrafo representa el testimonio más o menos literal con el que los alumnos nos explicaban
la mitosis, estando convencidos de que todo eso se podía ver en el esquema que tenían en la pantalla.
Tan convencidos estaban que no reparaban en los errores, pero esas ideas que describían estaban fuer-
temente asociadas con las imágenes del esquema y no con las de las figuras mitóticas reales procedentes
de muestras para el microscopio. Por ello les impedían entender e interpretar correctamente lo que
veían sus ojos al microscopio.
El esquema presenta múltiples errores: para empezar, los cromosomas de la primera figura tienen dos
cromátidas, se identifican de manera individual perfectamente, y según el esquema no están en profase
sino en interfase. Además existe otro error grave, todos los cromosomas en esa etapa tienen las cromá-
tidas hermanas separadas, cuando todos sabemos que durante la replicación, mientras se forman las dos
cromátidas hermanas y hasta que llegamos a anafase, las diferentes proteínas que forman los cromoso-
mas y fundamentalmente las cohesinas mantienen unidas ambas cromátidas sin que podamos ver que
están separadas en ningún momento.
Llegados a la profase, los cromosomas no distan mucho de los que se representan erróneamente en
metafase y siguen siendo cromosomas metacéntricos que han perdido la cohesividad de cromátidas
hermanas de manera errónea.
Más grave es aún que cuando llegan a metafase, no se aprecia ningún cambio en el dibujo en cuanto a la
desorganización de la envoltura nuclear. Además, no se facilita de ningún modo la diferenciación entre el
cinetocoro y el centrómero.
Hasta ese punto se pueden detectar errores de tipo estructural, pero están presentes. A partir de aquí,
el esquema resuelve la división con un par de flechas que indican que el proceso finaliza en anafase y
telofase. Además de no mencionar la citocinesis, presenta a esta como dos células hijas con la citocinesis
finalizada, cuyos cromosomas no se hallan en el estado de condensación que les corresponde. En ese
momento deberían presentarse las dos células hijas como células en interfase, con envoltura nuclear, y la
cromatina como una maraña donde no se visualizan los cromosomas de manera individualizable. La re-
presentación muestra cromosomas perfectamente condensados, con una sola cromátida, en un estado
más similar a la metafase mitótica salvo porque faltaría una cromátida en cada cromosoma. Sin embargo,
hay que reseñar que aunque en metafase los cromosomas tienen dos cromátidas, la visualización al mi-
croscopio las presenta indistinguibles debido a la presencia de cohesinas y al fenómeno de cohesividad
de cromátidas hermanas.

III Congreso de Docentes de CienciasII Congreso de Docentes de Ciencias
205Nuevas estrategias eN la eNseñaNza de la mitosis
Existen otros muchos esquemas que presentamos como ejemplos a los estudiantes; por cuestiones de
espacio solo mostramos aquí dos más (Figura 2 y Figura 3).
La Figura 2 muestra la mitosis tal y como se representa en un libro de Biología, editado en el año 1996.
En esta imagen se presentan juntos los esquemas de todas las fases de la mitosis y series de microfoto-
grafías de células animales y vegetales en las distintas etapas de la mitosis. En primer lugar, habría que
destacar que lo que buscan los autores de dicho libro es que los usuarios del manual puedan comparar
los arquetipos con las figuras mitóticas reales. Sin embargo, las imágenes que muestran la mitosis animal
presentan unas características morfológicas que dificultan su interpretación, debido principalmente a que
el modelo celular elegido tiene unos cromosomas extremadamente pequeños en comparación con el
tamaño de la célula. En el caso de las imágenes de las células vegetales, la tinción revela, por un lado, los
cromosomas (azul oscuro) y, por otro, un marcaje de proteínas relacionadas con el citoesqueleto de
microtúbulos (rojo). Este tipo de imágenes, aunque vistosas, suelen complicar la interpretación de un fe-
nómeno que fundamentalmente se conoce y describe por los cambios sobre el material genético.
Figura 2. Modificado de la figura 9-4 de las pp. 222-223 del libro Biology. 4.ª ed. 9
En cualquier caso, esta figura permite evidenciar la falta de similitud entre lo que se ve al microscopio
y lo que los esquemas representan. Tanto es así que casi nadie podría reconocer al microscopio una
profase temprana, tardía, la metafase y su estado intermedio, la prometafase, guiándose por este es-
quema.
Por último, hay que destacar que en el esquema de la Figura 2, la estructura del núcleo en la fase identi-
ficada como telofase se corresponde mejor con la citocinesis en su momento terminal. Además, el pro-
9 soloMon, e. P., berg, l. r., Martin, D. w., villee, c. (1996). Biology (4.ª ed.), Estados Unidos, Saunders College Publishing,
p.1229.

José Manuel Pérez Martín, Mónica aquilino aMez206
ceso a nivel citoplasmático tiene características intermedias entre el estrangulamiento que se produce
por los microfilamentos de actina en las células animales y de formación centrípeta, junto con otras
propias de los vegetales, como podría ser la formación del fragmoplasto de tipo centrífuga. Con todo ello,
el final de este esquema resulta conflictivo con la realidad.
El último esquema al que nos queremos referir (Figura 3) es de un libro de L. C. Junqueira y J. Car-
neiro, histólogos brasileños de gran prestigio internacional. En este caso, es el libro Histología Básica
del año 1987. En este caso la imagen resulta menos vistosa que las otras que hemos mostrado. En
cambio no hemos detectado ningún error destacable, detalle engañoso o representación falsamen-
te idealizada.
Otro aspecto relevante en la enseñanza de la mitosis es el material que tradicionalmente se maneja para
el estudio de la mitosis. Se trata de las células procedentes de los meristemos radiculares de bulbos de
Allium cepa (cebollas), cuyas células presentan unos cromosomas de gran tamaño y permiten su análisis
a alumnos de cualquier nivel. El procesamiento que se llevó a cabo en las prácticas seguía los protocolos
establecidos en el Grupo de Toxicología celular de la Universidad Autónoma de Madrid y descritos re-
cientemente por Herrero y colaboradores (2012).10
Figura 3. Esquema de la mitosis (fig. 3-23) tomado de la p. 59 del libro titulado Histología Básica.11
Mientras los alumnos realizaban la tinción de las muestras, procedimos a introducir contenidos teórico-
prácticos sobre la mitosis empleando imágenes reales del mismo material observado en microscopía
10 Herrero, ó., Pérez Martín, J. M., FernánDez Freire, P., carvaJal loPez, l., PeroPaDre, a., Hazen, M. J. (2012). Toxi-
cological evaluation of three contaminants of emerging concern by use of the Allium cepa test. Mutation Research,
743, 20-24.
11 Junqueira, l. c y carneiro, J. (1987). Histología Básica, (3.ª ed.). España, Salvat, p. 544.

III Congreso de Docentes de CienciasII Congreso de Docentes de Ciencias
207Nuevas estrategias eN la eNseñaNza de la mitosis
óptica de fluorescencia ( mexcitación = 530-540 nm, memisión = 620 nm). Como se muestra en la Fi-
gura 4, los estudiantes tuvieron la oportunidad de profundizar en los contenidos con estas imágenes
reales que permiten la interpretación foto a foto de las distintas etapas de la mitosis, identificándolas no
como hitos mitóticos aislados e inconexos, sino como un continuo de diferentes distribuciones de la
cromatina durante el proceso de condensación, posicionamiento, reparto y separación.
Para llevar a cabo la Evaluación de los resultados obtenidos empleando esta metodología docente, propu-
simos a los alumnos el recuento de un número de células del preparado, con el fin de obtener el valor
de la frecuencia de células en división que representa la tasa de crecimiento del meristemo. Este recuen-
to debía clasificar a las células en los distintos estadios en los que se podían encontrar: interfase, profase,
metafase, anafase y telofase. Estos recuentos se utilizan en valoraciones toxicológicas empleando los
bulbos de A. cepa como modelo experimental, ya que bajo las condiciones de crecimiento controladas a
las que fueron sometidas presentan valores en la tasa de división controlados y estables (FiskesJö, 198512;
Herrero y col., 201210), y que en nuestro caso está alrededor del 12%.
Los recuentos llevados a cabo por los alumnos, sobre un total de 250 células cada uno, estuvieron cerca
de esos valores previstos (11,9 ± 2,5%). Otros se alejaron de ese valor esperado, pero el motivo no
fueron errores en la identificación de las figuras mitóticas. En este caso el error era de tipo experimental,
ya que el número muestral de células que evita errores y sesgos en el recuento es 500 células. Por lo
tanto, es muy meritorio que buena parte de los alumnos alcanzasen recuentos correctos, pero lo funda-
mental es que todos aprendieran a distinguir las figuras mitóticas visualizando preparaciones reales al
microscopio.
Figura 4. Esquema representativo de las diferentes etapas de la mitosis en células meristemáticas
radiculares de A. cepa. (A) interfase, (B-D) profase, (E-G) metafase, (H-N) Ana-telofase y (Ñ) citocinesis.
Todas estas imágenes fueron capturadas por los autores en el laboratorio del Grupo de Toxicología celular
de la Universidad Autónoma de Madrid.
Finalmente para llevar a cabo las Actividades de refuerzo y conseguir que los alumnos afianzaran los conoci-
mientos, se les propusieron diferentes actividades. En primer lugar, debían buscar recursos educativos que
versaran sobre la mitosis. Podían proceder de cualquier origen (páginas web, libros de texto, vídeos, etc.),
12 FiskesJö, g. (1985). The Allium test as a standard in environmental monitoring. Hereditas, 102, (1), 99-112.

José Manuel Pérez Martín, Mónica aquilino aMez208
además se les pedía que referenciaran debidamente el origen del recurso con el fin de fomentar la correc-
ta citación de las fuentes. Una vez encontrado y presentado el material con el que iban a trabajar, debían
describir y comentar críticamente las limitaciones y/o errores encontrados en dichos materiales, explicando
brevemente en qué consistían esos errores.
Posteriormente se les planteó una actividad para trabajar en grupo que consistía en un caso práctico real
en el que las divisiones mitóticas presentaron alteraciones (anexo i). Esta estrategia se fundamenta en el
aprendizaje basado en problemas y se puede enfocar desde una perspectiva lúdica en tanto en cuanto
los alumnos interpreten que son actores de una situación real en la que su participación puede ser de-
terminante para resolverla (Barrows, 198613), permitiendo el contexto de gamificación (Cortizo Pérez
y col., 201114). En ambos casos se trata de fomentar la participación y la motivación que ayudan a gene-
rar mayores rendimientos en el aprendizaje y dota a la enseñanza de una estructura no solo basada en
conceptos, sino también de competencias. Para el desarrollo de la actividad, se les suministró tanto el
texto referente al caso práctico «La mitosis desde la respuesta tóxica», como microfotografías reales del
problema a resolver. En este caso práctico se describe cómo un compuesto es capaz de alterar la sepa-
ración de las cromátidas hermanas, provocando alteraciones fácilmente visibles. En concreto, se trata de
un fenómeno genotóxico, que implica la generación de micronúcleos por la exposición a agentes tóxicos.
Los micronúcleos son pequeños fragmentos de cromatina que no han sido integrados dentro del núcleo
tras la constitución de la envoltura nuclear en la interfase. El origen de estos se puede interpretar fácil-
mente cuando se conoce correctamente la división celular. Tras la lectura del texto que se utiliza como
elemento motivador, se explica con detalle que los daños producidos en el ADN pueden tener reflejo
en las divisiones mitóticas provocando diferentes situaciones en función de la diana subcelular que se vea
comprometida (centrosomas, microtúbulos, proteínas motoras, cinetocoro, cromatina…). Finalmente y,
ante los resultados que se describen, se genera un debate con propuestas de los estudiantes sobre los
posibles orígenes tanto de las fases mitóticas anómalas como de los micronúcleos, así como perspectivas
de futuro sobre posibles experimentos complementarios que permitan determinar el origen del daño
genotóxico.
Con esta nueva estrategia metodológica ofrecemos recursos didácticos alternativos en la enseñanza de
la mitosis para cualquier nivel educativo, siempre y cuando se adapten debidamente a los condicionantes
de cada grupo-clase. La idea que queremos transmitir en este trabajo es que la representación de los
procesos naturales debe ser lo más real posible para garantizar que el cambio conceptual se realiza sobre
una base sólida y correcta, permitiendo la completa interpretación del fenómeno natural (en este caso,
la mitosis) en cada momento del proceso de enseñanza y conforme se van incorporando los nuevos
conocimientos en cada nivel educativo.
coNclusioNes
Tras la realización de la secuencia de actividades con los alumnos aplicando estas herramientas metodo-
lógicas, podemos concluir que:
1. Se mejoró la identificación de figuras mitóticas reales, el entendimiento de los eventos sucesivos del
ciclo celular y la estructura de los cromosomas eucariotas.
13 barrows, H. s. (1986). A Taxonomy of problem-based learning methods. En Medical Education, 20 (6), 481-486.
14 cortizo Pérez, J. c., carrero garcía, F., Monsalve Piqueras, b., velasco collaDo, a., Díaz Del DeDo, l. i., Pérez
Martín, J. (2011). Gamificación y Docencia: Lo que la Universidad tiene que aprender de los Videojuegos. VIII Jornadas
Internacionales de Innovación Universitaria. Retos y oportunidades del desarrollo de los nuevos títulos en educación superior.
http://abacus.universidadeuropea.es/bitstream/handle/11268/1750/46_Gamificacion.pdf?sequence=2. Último acceso
26 de junio de 2014.

III Congreso de Docentes de CienciasII Congreso de Docentes de Ciencias
209Nuevas estrategias eN la eNseñaNza de la mitosis
2. El aprendizaje basado en problemas o en casos prácticos, en conjunción con el trabajo colaborativo
y el debate ante una situación práctica resultaron una estrategia educativa más motivadora y que
fomenta la participación y el espíritu crítico en mayor medida que las estrategias meramente expo-
sitivas.
3. Los estudiantes aplicaron el método científico durante la sesión del caso práctico de genotoxicidad,
«La mitosis desde la respuesta tóxica», al tratar de entender cómo se generaron los micronúcleos
tras la exposición a un tóxico y proponiendo posibles experimentos con la finalidad de responder a
preguntas que surgieron durante el debate. Además, se reforzó el conocimiento de las distintas fases
del ciclo celular y la mitosis, así como sus puntos de control.
4. Los docentes debemos tener en cuenta siempre que por difícil que sea el contenido, debemos en-
señarlo tal y como es. No debemos falsearlo para facilitar su comprensión, convendrá adecuarlo al
nivel académico, pero nunca convertirlo en un modelo falsificado de la realidad.
aNeXo i. caso práctico que se preseNtó a los alumNos
Un amigo, al que conocimos en el último congreso de Toxicología al que asistimos, nos ha
pedido ayuda. Cosmin es de Rumanía y trabaja en Bristol, me ha escrito un email y me
ha enviado unos documentos. Por un momento estuve recordando de qué estuvimos ha-
blando… Hablamos sobre los problemas de salud derivados de la exposición a sustancias
químicas con potencial genotóxico. Él me decía que se deberían hacer seguimientos rutina-
rios sobre la presencia de alteraciones genéticas en las poblaciones humanas que vivieran en
regiones que tuvieran especial relevancia o significado para la salud ambiental y humana. Yo
le comenté el extraordinario caso de la ausencia de datos sobre la incidencia de cáncer en
las poblaciones humanas que viven en regiones cercanas a centrales nucleares. Él replicó que
el interés económico puede encerrar estos datos en cajones bajo llave, pero que existen
otros organismos que pueden actuar de centinelas garantizando niveles de seguridad toxi-
cológica. Me habló de un modelo toxicológico, bulbos de cebolla (Allium cepa), que permitía
el análisis de la división celular de células meristemáticas de la raíz. Allí la tasa de división es
tan elevada que si se producen daños sobre los cromosomas por el contacto con agentes
tóxicos, se pueden visualizar en tiempos cortos de exposición. Uno de los parámetros era
la frecuencia de micronúcleos. Generalmente las células no tienen problemas en el reparto
de cromosomas salvo en una frecuencia bajísima, tanto que se suele ver 1 micronúcleo tras
contabilizar 1000 células interfásicas. Sin embargo, cuando algún proceso celular no funciona
bien, pueden verse alteradas las funciones normales de ese reparto a cualquier nivel (repli-
cación, reparación, condensación, estabilización, segregación…). Como pueden originarse
por la alteración de cualquier estructura implicada en la división celular, se suelen analizar el
resto de las fases de la mitosis para poder interpretar qué proceso celular se ha visto alte-
rado, fundamentalmente en etapas como la metafase, donde todos los cromosomas con sus
dos cromátidas deben estar alineados, y la ana-telofase, donde se produce la separación de
las cromátidas hermanas a polos opuestos. Vistos estos momentos clave y realizados los
pertinentes recuentos, se procede a interpretar cuál es el origen del daño, es decir, su me-
canismo de acción tóxica.
Yo me quedé perplejo ante tanto potencial de una herramienta de investigación. Sin embar-
go, él me reconoció que, desde que se marchó una investigadora de su grupo, estos análisis
eran muy complicados, ya que él carecía de la formación para interpretar correctamente la
mitosis. Yo le comenté que era cierta la dificultad de entender la división celular, pero que

José Manuel Pérez Martín, Mónica aquilino aMez210
mis alumnos eran unos expertos, que era un tema de gran importancia en biología y que
podría contar conmigo y mis alumnos para resolver sus dudas.
En su email, me contaba que había recibido el encargo de evaluar una sustancia química,
concretamente un vertido químico del que de momento no sabe con precisión la compo-
sición, pero había encargado un estudio HPLC y, en cuanto supiera algo, nos lo enviaría.
Había realizado los estudios de genotoxicidad en bulbos de Allium cepa y, ante su manifiesta
incapacidad de interpretarlos, nos los enviaba para que tratáramos de ayudarle. Entre la
documentación se hallaban los resultados de la presencia de micronúcleos en células inter-
fásicas y fotografías de diferentes muestras (Figura suplementaria 1).
A Cosmin lo que le interesa saber es el origen de este daño genotóxico y para ello os pro-
pongo unas preguntas para ir recorriendo el camino en la interpretación:
1. ¿Qué dianas celulares pueden estar implicadas en la aparición de micronúcleos tras la
exposición a xenobióticos tóxicos?
2. ¿En qué fase mitótica podemos iniciar la observación de un futuro micronúcleo?
3. ¿Qué posibles orígenes pueden presentar los micronúcleos? Representad las distintas
posibilidades utilizando las imágenes proporcionadas por Cosmin.
4. ¿Qué posibles pruebas puedes hacer sobre células en interfase con micronúcleos para
determinar con precisión el origen de estos?
Figura suplementaria 1. Composición de imágenes que resulta de la resolución del caso práctico. La generación de
micronúcleos puede producirse a través de daños en el ADN (puentes y roturas) que producen fragmentos
acéntricos (sin centrómero-cinetocoro) y que generan micronúcleos de pequeño tamaño. Por otro lado, estos daños
podrían producirse por alteraciones en la congregación de los cromosomas previos a la metafase o durante la
migración en ana-telofase, provocando pérdidas de fragmentos con centrómero-cinetocoro, lo que provocaría la
generación de dos micronúcleos generalmente más grandes, uno por cada cromátida entera. Este último proceso de
cromosomas perdidos tiene un origen en la estructura de la cromatina, el cinetocoro y/o los microtúbulos del huso,
pero nunca por roturas de la cadena de ADN.