s biologia septiembre 2011

UNIVERSIDADES PÚBLICAS DE LA COMUNIDAD DE MADRID
PRUEBA DE ACCESO A LAS ENSEÑANZAS UNIVERSITARIAS DE GRADO
Curso 2010-2011
MATERIA: BIOLOGÍA
Instrucciones de la prueba: El examen se compone de dos opciones A y B, cada una de las cuales
consta de 5 preguntas con varias cuestiones, de las que solo se contestará a una de las dos opciones,
desarrollando íntegramente su contenido. La calificación máx. es de 10ptos, y cada cuestión tiene indicada
su puntuación parcial. El tiempo de la prueba es de 1h y 30 min.
OPCIÓN A
1.- Con referencia al proceso meiótico:
a) Defina qué es sobrecruzamiento (0,5ptos)
b) Haga un esquema de cómo se lleva a cabo el sobrecruzamiento y señale en que fase se produce
(1pto)
c) Mencione cuales son las diferencias entre anafase I y anafase II (0,5ptos)
Solución.
a.
El sobrecruzamiento (crossing-over), es el intercambio de material cromatídico entre las cromátidas
de los cromosomas homólogos, y como consecuencia se produce el intercambio de genes o
recombinación génica
b.
Durante la subfase paquiteno de la profase I de la primera división meiótica comienza el
mecanismo de sobrecruzamiento, completandose para iniciar la metafase I
c.
En la Anafase I los pares de cromosomas homólogos comienzan a separarse hacia polos opuestos
de la célula.
En la Anafase II se separan los centrómeros y cada cromátida emigra hacia los polos opuestos.
En la Anafase I los dos cinetocoros se han fusionado, no separándose las cromátidas.
En la Anafase II los tubos cinetocóricos se acortan por despolimerización, provocando la
separación, a nivel del centrómero, de las dos cromátidas hacia polos opuestos.
Autora: Olga Carretié Arangüena
Lcda. Ciencias Biológicas Universidad Autónoma de Madrid……
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2.-El siguiente esquema representa un proceso fundamental de la expresión génica en procariotas:
a) Cite y defina el proceso representado en el esquema(0,5 ptos)
b) ¿A qué moléculas se refieren las letras A yD? Indique sus
polaridades (extremos de cada una de ellas) (0,5ptos)
c) Respecto a su composición química, ¿qué diferencias existen
entre ambas moléculas?(0,5ptos)
d) ¿ Cómo se denominan las cadenas representadas con las
letras B y C ?. ¿Y la enzima representada por F? (0,5ptos)
Solución
Se trata del mecanismo de la replicación del ADN en celulas procariotas. Este mecanismo se
a.
divide en dos etapas: la iniciación y la elongación.
La iniciación: consiste en el desenrollamiento y apertura de la doble hélice. En el cromosoma procariota
tiene un origen único, situado en la región del ADN llamado oriC o punto de iniciación, donde abundan las
bases GATC, las enzimas helicasas rompen los enlaces de hidrógeno entre las bases nitrogenadas y la
doble hélice se va abriendo, lo que provoca tensiones en las
partes próximas, pudiendose producir mayor enrollamiento, pero
esto es evitado por las encimas girasas y topoisomerasas,
rompiendo y soldando de nuevo la cadena de ADN. Las
proteinas SSB impiden que las hebras polinucleótidas vuelvan a
unirse. Se forma la burbuja de replicación. La ARN polymerasa
va recorriendo la cadena en dirección 5´-3´, seleccionando los
nucleótidos cuya base es complementario a los de la hebra
molde y los une, formandose la cadena de ARN
En la replicación procariota la replicación y traducción son
simultaneos y el ARNm sintetizado es utilizado en el ribosoma
directamente sin transformaciones para la síntesis de proteinas
de varios tipos. Los ARNm son policistrónicos, es decir una sola
molécula de ARN es el resultado de la transcripción de varios genes contiguos y su traducción por los
ribosomas origina varias proteinas diferentes.
b.
La letra A se refiere a la cadena de ADN y la D a la cadena de ARNm
Las polaridades las indico en el dibujo, son antiparalelas
Los extremos 5´y 3´se refiere a que los enlaces fosfodiéster entre el radical fosfato situado en el carbono
5´de un nucleótido y el radical hidroxilo del carbono 3´del siguiente nucleótido.
c.
El ADN está formado por dos bases nitrogenadas y dos púricas, ACGT más un azúcar (pentosa
que es la B-D-desoxirribofuranosa) o desoxirribonucleótido.
El ARN esta formado por la unión de ribonucleótidos(ribosa o B-D ribofuranosa) de Adenina, Guanina,
Citosina y Uracilo mediante enlaces fosfodiéster.
d.
B y c se llaman hebras molde o cadenas polinucleótidas y la F es la ARN polimerasa, unen los
nucleótidos alargando la cadena de ARN.
3.- La célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos.
a) Defina los siguientes componentes estructurales de la célula eucariota: Lisoma, Retículo
endoplásmico, Membrana plasmática y Pared celular (1 punto)
b) Cite una función de cada uno de los componentes del apartado anterior (1punto)
Solución.
a.
- Lisosoma: compartimentos metabólicos que junto con los peroxisomas, eliminan sustancias
tóxicas
- Retículo endoplásmico: orgánulo citoplasmático que junto al complejo de golgi, están
especializados en el transporte y en la síntesis de distintas sustancias
- membrana plasmática: envoltura de naturaleza lipoproteica que envuelve el citoplasma.
- Pared celular: cubierta externa de las células vegetales, es gruesa y rígida y se desarrolla sobre
la membrana plasmática.
b.
- lisosoma: compartimentos metabólicos especializados en la digestión y oxidación de algunas
macromoléculas
- Retículo endoplásmico: orgánulo especializado en el transporte de proteinas y en la síntesis de
lípidos destinados a la secreción, incorporación a la membrana plasmática o incorporación a los lisosomas.
Autora: Olga Carretié Arangüena
Lcda. Ciencias Biológicas Universidad Autónoma de Madrid……
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- Membrana plasmática: envoltura de naturaleza lipoproteica que envuelve el citoplasma.,
recogiendo el contenido celular
- Pared celular: cubierta externa de las células vegetales qué actúa como exoesqueleto, es gruesa
y rígida y se desarrolla sobre la membrana plasmática.
4.- Acerca de las propiedades de los fosfolípidos:
a) Describa las características fundamentales de dichas moléculas, y señale las diferencias con las
moléculas que constituyen las grasas (0,5 puntos).
b) Explique cómo se establece la interacción de los fosfolípidos con el agua, y mencione dos
ejemplos de las posibles estructuras en que se organizan (0,5 puntos).
c) Explique brevemente cuál es la función de los fosfolípidos en la célula, indicando con qué otros
tipos de compuestos tienen que interaccionar para ejercer dicha función (1 punto).
Solución.
a.
- Los fosfolípidos son lípidos saponificables (sufren hidrólisis alcalina),
- Son derivados del ácido fosfatídico, y se nombran añadiendo al prefijo fosfatidil-más el
aminoalcohol o polialcohol.
- Están esterificados por dos ácidos grasos
- Son moléculas anfipáticas, poseen una región polar hidrofilica , y otra región apolar hidrofóbica .
Forman parte de las membranas celulares(función estructural)
Las grasas también son lípidos saponificables, están esterificados por hasta tres ácidos grasos, son
apolares y prácticamente insolubles en agua y se acumulan en vacuolas(en vegetales) y adipocitos (en
animales) como sustancias de reserva.
b.
Los fosfolípidos cuando se encuentran en un medio acuoso, se asocian formando varios tipos de
estructuras, en las que los grupos hidrófilos se orientan hacia las moléculas de agua e interaccionan con
ella mediante enlaces de hidrógeno; los hidrófobos se alejan interaccionando entre si mediante fuerzas de
Van Der Waals y ocultándose dentro de la estructura. Esto explica la formación de micelas(forma esférica)
y bicapas ( membranas). También forman parte de los liposomas(combinación de las dos anteriores)
c.
Forman parte de las membranas celulares gracias al carácter antipático de su composición. Esta
propiedad la confiere una región hidrofílica constituida por un grupo fosfato y los sustituyentes polares(
aminoalcohol o polialcohol) que se unen a él, y otra región apolar hidrofóbica formada por los ácidos
grasos ( ac. Esteárico y oléico) que esterifican la glicerina.
Esta propiedad les confiere una ventaja a estos lípidos a la hora de formar parte de las membranas
celulares bien para separar dos medios acuosos de diferente composición, como para crear estructuras
como los liposomas, que actuan como transportadores de diversas sustancias a través de las membranas.
5.- En la glucólisis la glucosa se oxida a piruvato:
a) ¿En qué tipo de moléculas se puede transformar el piruvato en condiciones anaeróbicas? ¿Cómo
se denominan estos procesos? En cada caso, ponga un ejemplo de su aplicación industrial (1
punto).
b) ¿Cuál sería el destino del piruvato en condiciones aeróbicas? ¿En qué parte de la célula se
produce? (0,5 puntos).
c) Explique cómo se produce la síntesis de ATP en la glucólisis (0,5 puntos).
Solución.
a.
Cuando el catabolismo ocurre en condiciones anaeróbias, donde el último aceptor de los
hidrógenos o de los electrones, no es el oxigeno, sino una molécula sencillas, las rutas de degradación del
piruvato(o de la glucosa) es la fermentación(láctica o alcohólica)
Autora: Olga Carretié Arangüena
Lcda. Ciencias Biológicas Universidad Autónoma de Madrid……
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En la industria se utiliza la levadura Saccharomyces cerevisiae para la fabricación de bebidas
alcoholicas(fermentación etílica)
Las bacterias del género Lactobacillus, son utilizadas para la producción de
yogur,queso,etc(fermentación láctica)
b.
El piruvato formado en la glucólisis en el citoplasma celular, pasa a la matriz mitocondrial atravesando las
membranas externa e interna. Se oxida completamente a dioxido de carbono y agua. Respiración celular.
c.
Glucosa + 2 ADP + 2Pi + 2NAD* → 2 Ac. Pirúvico + 2 ATP + 2 NADH + 2H* + 2H2O
Se necesitan dos moléculas de ATP para iniciar el proceso, sin embargo, una vez iniciado, se producen
dos moléculas de NADH y cuatro moléculas de ATP, por lo tanto por cada molécula de glucosa obtenemos
dos de ATP, y dos de NADH.
Autora: Olga Carretié Arangüena
Lcda. Ciencias Biológicas Universidad Autónoma de Madrid……
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OPCION B
1.- Con relación al Mendelismo:
En los gatos las orejas rizadas son el resultado del alelo A que es dominante sobre el alelo a para las
orejas normales. El color negro es el resultado de un alelo B que segrega de forma independiente, y que
es dominante sobre el alelo para el color gris b. Un gato homocigótico gris y de orejas rizadas se aparea
con una gata homocigótica negra con orejas normales. Todos los descendientes de la F1 son negros y con
orejas rizadas.
a) Si los gatos de la F1 se aparean ¿qué proporciones genotípicas y fenotípicas se esperan para la
F2? (1 punto).
b) Una gata de la F1 se aparea con un gato callejero que es gris y posee orejas normales ¿qué
proporciones genotípicas y fenotípicas se esperan para la descendencia de este cruzamiento? (1
punto).
Solución.
a.
F2 AB
Ab aB ab
AB AABB AABb AaBB AaBb
Ab AABb AAbb AaBb Aabb
P > AAbb xaaBB F1 AaBb(100%) meiosisaB AaBB AaBb aaBB aaBb
ab AaBb Aabb aaBb aabb
En esta tabla podemos observar que hay 16 posibles combinaciones genotípicas como resultado
de los cuatro gametos del progenitor masculino y los cuatro del progenitor femenino que se fecundan al
azar., cada una de las 16 combinaciones tienen un probabilidad de aparición de 1/4x1/4=1/16
En cuanto al fenotipo, tenemos 9 individuos con oreja rizada y negro (56,25%), 3 con oreja rizada y
gris (18,75%), 3 con oreja normal y negro (18,75%) y uno con oreja normal y gris (6,25%), segregación
fenotípica 9:3:3:1
b.
F2 ab
ab (m)
AB AaBb AaBb
Ab Aabb Aabb
(hembra f1)AaBb x (macho callejero) aabb meiosis aB aaBb aaBb
ab aabb aabb
(h)
Como podemos observar el macho callejero solo presenta dos tipos de gametos, pero el número
de gametos sigue siendo cuatro, es decir siguen siendo 16 combinaciones pero en este caso se repiten 8 y
8., cada genotipo tiene un porcentaje del 25%, ¼ de probabilidad.
En cuanto al fenotipo, ocurre exactamente igual, 2/8 oreja rizada y negro, 2/8 oreja rizada y gris,
2/8 oreja normal y negro, y 2/8 oreja normal y gris. 25% a cada fenotipo.
2.- Con referencia a los procesos de mitosis y meiosis en organismos pluricelulares:
a) ¿En cuál de estos dos procesos se produce recombinación genética? Explique el mecanismo
responsable de la recombinación (0,5 puntos).
b) Indique en qué tipos de células tienen lugar la mitosis y la meiosis, cuántas células hijas se
producen en cada uno de estos procesos y, con referencia a los cromosomas, ¿cómo son las
células hijas con respecto a la célula de la que proceden? (0,5 puntos).
c) Explique el significado biológico del proceso de la meiosis (1 punto).
Solución.
a.
En la meiosis se produce la recombinación genética o intercambio de material hereditario entre las
cromátidas de cromosómas homólogos. Se produce durante la PROFASE1, durante el paquiteno.
Es durante la primera etapa (Profase) de la primera división de la meiosis que se produce la
Recombinación Génica. Al aparearse los cromosomas homólogos, mediados por una estructura
denominada Complejo Sinaptonémico, (ver imagen), se ponen en contacto el ADN de las moléculas de
ambos cromosomas, en zonas o genes que transportan información similar (alelos). Durante esa etapa se
produce un elevado número de de fracturas en las moléculas del ADN, que posibilitan que, al repararse en
forma controlada, (Recombinación), se produzca de uniones entre las moléculas en forma cruzada,
generándose moléculas que tienen entremezclados fragmentos del ADN de origen materno y paterno.
Autora: Olga Carretié Arangüena
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Al separarse los cromosomas
homólogos, se habrán producido un número
bajo de Recombinaciones, al menos 1 por
cromosoma, en cromosomas largos pueden
llegar a 5 o 6. De esta manera, los
cromosomas que entran en la 2ª división
meiótica, ya tienen una mezcla al azar del
material genético materno y paterno. En este
proceso de recombinación participan unas
estructuras llamadas Nódulos de
Recombinación, en los que se encuentran
las proteínas responsables del proceso.
La diferencia entre la mitosis y la meiosis reside principalmente en que en la mitosis se comparte el
mismo numero de cromosomas, apareciendo células hijas iguales a las madres, mientras que durante el
proceso de meiosis, los cromosomas que pasan a la célula hija son la mitad, dejando para una posterior
fecundación de una nueva célula o gameto que comparta la otra mitad.
Veamos en que consiste la Mitosis
En la Mitosis los cromosomas se separan y forman dos núcleos nuevos idénticos al núcleo madre.
Posteriormente se separa el citoplasma (citocinesis). Por tanto, partiendo de una célula, conseguimos dos
células totalmente iguales a la primera.
Veamos en que consiste la Meiosis:
La meiosis se caracteriza a diferencia de la mitosis en que el numero de cromosomas se divide por la
mitad. Sobre todo, este fenómeno pertenece a la reproducción sexual de animales y plantas, en las que es
necesario que se formen los gametos sexuales. La característica principal como hemos visto es la de la
utilización de solamente la mitad de los cromosomas, optando por tomar dos mitades distintas, una del
padre y otra de la madre.
b.
Es un tipo de división celular que tiene la
misma finalidad en todo tipo de células haploides, es
decir, con la mitad del contenido de ADN. Estas
células son los gametos de los organismos que se
producen sexualmente.
A partir de una célula diploide, meiocito, se
obtienen cuatro células haploides, genéticamente
diferentes entre sí y diferentes de la madre.
1. Meiosis I – Se separan los cromosomas en
dos células (23 y 23 en los humanos)
2. Profase I – Se emparejan los cromosomas por
pares
3. Metafase I – Los pares de cromosomas se
mueven y se unen a los microtubulos de los
centriolos alineandose en un plano ecuatorial
4. Anafase I – Se acortan los microtubulos,
tirando de los cromosomas hacia los polos
opuestos, formando los haploides.
5. Telofase I – Llegan los cromosomas a los
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polos de cada célula hija, la mitad que sus madres.
6. Meiosis II – La segunda parte del proceso de meiosis en la que se producen 4 células a partir de
las dos anteriores.
3.- La imagen adjunta representa la estructura general de un tipo determinado de organización
celular.
a) Indique a qué tipo de organización celular pertenece dicha imagen e identifique cada una de las
estructuras señaladas con números (1,25 puntos).
b) Explique la estructura y función de los componentes celulares señalados con los números 3 y 8
(0,75 puntos).
Solución.
a.
Se trata de una bacteria, ser vivo unicelular, de organización procariótica, capaces de nutrirse,
relacionarse y reproducirse por sí mismos.
1- pared celular
2- membrana citoplasmática
3- Material genético
4- Ribosomas
5-Flagelo
6-Vesícula
7-Citoplasma
8-Mesosoma
b.
Punto-3- Material genético: Es una larga y única molécula de ADN, circular y bacteriano. Está
sumamente plegada y asociado a proteinas no histónicas. Dirige toda la actividad de la célula y conserva
su mensaje genético.
Punto -8-Mesosoma:Se trata de una serie de invaginaciones que se proyectan hacia el interior
celular y confiere el carácter distintivo de las células bacterianas, las células eucariotas carecen de estas
estructuras.
Aumenta la superficie de la membrana celular y suplen la ausencia de orgánulos citoplasmáticos, y en ellas
se situan unas enzimas que suplen la función de mitocondrias y cloroplastos(respiración y fotosíntesis)
4.- Referente a las biomoléculas:
a) Indique a qué tipo de biomolécula pertenece el colesterol, y explique por qué es insaponificable
(0,5 puntos).
b) Indique la localización del colesterol en la célula y explique brevemente su función biológica (0,5
puntos).
c) Una de las vitaminas está relacionada químicamente con la molécula de colesterol. Indique cuál es
dicha vitamina y qué enfermedad se produce por su carencia (0,5 puntos).
d) Enumere otros dos tipos de moléculas de esteroides derivadas del colesterol, indicando su función
biológica (0,5 puntos).
Solución.
a.
Derivado del ciclopentanoperhidrofenantreno, es un esteroide, al carecer de ac. Grasos no pueden
formar jabones (sal de ac.grasos), son insaponificables.
b.
Forma parte de la membrana plasmática de las células animales y en la sangre se une con
lipoproteinas del plasma, influye en las propiedades de la membrana plasmática, de tal manera que
mantiene su fluidez frente a las fluctuaciones de la temperatura y el grado de insaturación. También afecta
a la permeabilidad de las bicapas lipídicas, disminuyéndola frente a pequeñas moléculas solubles en agua.
Autora: Olga Carretié Arangüena
Lcda. Ciencias Biológicas Universidad Autónoma de Madrid……
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c.
Es la vitamina D, está implicada en los procesos de absorxión del calcio y fósforo. La carencia de
estos elementos y por ende de la vitamina, provoca raquitismo.
d.
- Hormonas esteroideas: por su carácter hidrofóbico, circula libremente por las membranas, por
ejemplo las hormonas sexuales, responsables de diferenciar los sexos.
- Ac. Biliares: componen la bilis y facilitan la lisis de las grasas en el tracto intestinal.
5.- Con relación a la respuesta inmune:
a)
b)
c)
d)
Defina el término fagocitosis (0,5 puntos).
¿Qué tipos de glóbulos blancos realizan la fagocitosis? (0,5 puntos).
¿Por qué los fagocitos son un tipo de defensa inespecífica? Razone la respuesta (0,5 puntos).
¿Qué estructuras corporales actúan como reservorio de estos glóbulos blancos? Indique el lugar
donde se originan los fagocitos (0,5 puntos).
Solución.
a.
La fagocitosis (del griego phagein, 'comer' y kytos, 'célula'), es un tipo de endocitosis por el cual
algunas células rodean con su membrana citoplasmática a un antígeno, célula apotótica, restos celulares,
microorganismos y sustancias de un tamaño generalmente mayor a 0.5nm y lo introducen al interior
celular. Esto se produce gracias a la emisión de pseudópodos alrededor de la partícula o microorganismo
hasta englobarla completamente y formar alrededor de él una vesícula, llamada fagosoma, la cual fusionan
posteriormente con lisosomas para degradar el antígeno fagocitado. En organismos multicelulares, este
proceso lo llevan a cabo células especializadas, casi siempre con el fin de defender al conjunto del
organismo frente a potenciales invasores perjudiciales.
En muchos organismos superiores, la fagocitosis es tanto un medio de defensa ante microorganismos
invasores como de eliminación (e incluso reciclaje) de tejidos muertos
b.Los monocitos se desarrollan en la médula ósea y maduran en la sangre. Cuando están maduros tienen
un núcleo grande, liso y lobulado y un citoplasma abundante que contiene gránulos. Ingieren sustancias no
propias o peligrosas y presentan antígenos a otras células del sistema inmunitario. Los monocitos se
dividen en dos grupos funcionales: un grupo circulando y un grupo marginal que permanece en otros
tejidos (aproximadamente el 70% se encuentra al grupo marginal). La mayoría de monocitos se
transforman en macrófagos o células dendríticas, según las señales que reciban Hay unos 500 millones de
monocitos en un litro de sangre humana.
- Los macrófagos maduros no viajan demasiado lejos, sino que vigilan las áreas del cuerpo que están
expuestas al medio externo. Actúan como basureros, células reconocedoras de antígenos o células
asesinas, dependiendo de las señales que reciban. Derivan de los monocitos, células madre
granulocíticas, o simplemente de la división celular de macrófagos preexistentes. Los macrófagos se
encuentran en casi todos los tejidos y órganos, donde permanecen a la espera. La localización de un
macrófago puede determinar su medida y apariencia.
- Los neutrófilos suelen encontrarse en la sangre y son el tipo más abundante de fagocitos, representando
.
un 50-60% del total de leucocitos en circulación Una vez han recibido las señales apropiadas, tardan unos
.
treinta minutos en abandonar la sangre y llegar al lugar de infección Son fagocitos muy efectivos y
rápidamente absorben los invasores cubiertos de anticuerpos y elementos del complemento, así como
células dañadas o residuos celulares. Los neutrófilos no vuelven a la sangre; mueren y pasan a formar
parte del pus. Tienen un núcleo multilobulado.
c.
Los fagocitos actúan sobre cualquier molécula extraña sin tener en cuenta su composición, sólo
necesita un aviso de respuesta para actuar con la diversidad de moléculas catalogadas como extrañas.
Los fagocitos carecen de “memoria” ante las moléculas extrañas, no son específicas.
d.
Los fagocitos se desarrollan en la médula ósea y maduran en la sangre, los monocitos dan lugar a
los macrófagos, que se instalan en casi todos los tejidos de los órganos, y los neutrófilos, están inactivos y
maduros en la sangre hasta que son activados, reconocen en las paredes de los capilares, a una proteína
,a la que se engancha y ayuda a atravesar los epitelios hasta llegar al tejido enfermo.
Autora: Olga Carretié Arangüena
Lcda. Ciencias Biológicas Universidad Autónoma de Madrid……
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