BIOLOGÍA SEPTIEMBRE 2004

BIOLOGÍA
SEPTIEMBRE 2004
Estructura de la prueba: La prueba se compone de dos opciones “A” y “B”, cada una de las cuales
consta de 5 preguntas, que a su vez comprenden varias cuestiones. Sólo se podrá contestar una de las dos
opciones, desarrollando íntegramente su contenido. En el caso de mezclar preguntas de ambas opciones la
prueba será calificada con 0 puntos
PUNTUACIÓN: La calificación máxima total será de 10 puntos, estando indicada en cada pregunta su
puntuación parcial.
TIEMPO: 1 hora y 30 minutos.
OPCIÓN A
1.
Respecto a los lisosomas:
a) Explique su estructura, composición y función (1 punto).
Solución.
Estructura: estos orgánulos son vesículas con una única membrana, como los
sáculos de los dictiosomas, de cuyos bordes se originan por estrangulación. Su
diámetro esta comprendido entre 0,3 y 1,5 µy su numero varia según la función de la célula. En los
macrófagos, cuya función principal es llevar a cabo una actividad defensiva de la célula mediante
procesos de fagocitosis, son muy abundantes.
Función: Actúan en la digestión intracelular de macromoléculas, labor que
realizan debido su alto contenido en enzimas hidrolasas ácidas, sintetizadas en el Retículo
Endoplasmático Rugoso, de los que se han aislado mas de 60 tipos distintos. Estos enzimas digestivos
degradan todas las moléculas y estructuras de la célula de no haber sido encapsuladas previamente por el
Aparato de Golgi.
Composición: Se componen de enzimas digestivas.
b) Defina lisosoma primario y lisosoma secundario (0,5 puntos).
Solución.
Lisosoma primario: Son los que no han intervenido aun en el proceso digestivo Pueden verter su
contenido fuera de la célula o fusionarse con otras vesículas portadoras de materiales exógenos o
endógenos, y convertirse en lisosomas secundarios.
Lisosoma secundario: Son vesículas en las que se realiza la digestión intracelular. Son de dos
tipos, según el material sobre el que actúan: Heterolisosomas o autolisosomas.
c) Explique el significado y función de fagolisosoma (0,5 puntos)
Solución.
Fagolisosoma: Son el resultado de la fusión de un fagosoma y un lisosoma. El fagosoma
contiene el sustrato sobre el cual se va a producir la digestión. Realizan la digestión celular al liberar
nutrientes al citoplasma a partir de sustancias exógenos. También tienen una función de defensa
destruyendo bacterias y virus mediante la acción de las enzimas digestivas.
2.
En el metabolismo de los seres vivos:
a) Indique qué es coenzima y qué papel desempeña (1 punto)
Solución.
Son cofactores de naturaleza orgánica que se unen a los enzimas mediante interacciones débiles.
Actúan como transportadores transitorios de enzimas químicos, que ceden o reciben los diferentes
sustratos. Aquí se puede señalar, que muchas vitaminas funcionan como coenzimas; y realmente las
deficiencias producidas por la falta de vitaminas responden más bien a que no se puede sintetizar un
determinado enzima en el que la vitamina es la coenzima.
b) Ponga un ejemplo de un coenzima oxidado e indique una ruta metabólica en la que
actúe (0,5 puntos).
Solución.
Por ejemplo, el Acetil coenzima A es un coenzima que se oxida en la ruta metabólica de la
glucogénesis de lípidos liberando electrones (poder reductor) a los transportadores de ellos (NADH,
NADPH).
c) Explique que ocurre con los coenzima reducidos en la cadena respiratoria (0,5 puntos).
Solución.
El Acetil CoA, resultado de la oxidación de glúcidos, ácidos grasos y aminoácidos, se condensa
con una molécula de 4 carbonos, el oxalacetato, para formar citrato. El oxalacetato se regenera en una
secuencia cíclica de reacciones, denominada ciclo de Krebs.
3.
Con referencia a los procesos de división celular eucariótica:
a) Establezca tres diferencias entre los acontecimientos que tienen lugar durante la profase
mitótica y la profase I meiotica (1 punto).
Solución.
Profase Mitótica:
-
-
Al principio de la fase ya están duplicados los centríolos que constituyen el
centrosoma. Los microtúbulos se organizan alrededor de cada centrosoma en todas las
direcciones y se configuran los asteres. Los centrosomas se alejan progresivamente
hacia lados opuestos del núcleo.
Entre los dos asteres se organizan, a modo de jaula, una serie de fibras proteicas que
constituyen el huso acromático, dentro del cual queda el núcleo.
Hacia la mitad del proceso se visualiza perfectamente que cada cromosoma esta
constituido por dos unidades longitudinales genéticamente idénticas, las cromátidas,
resultado de la duplicación del ADN en la interfase. La célula tiene en ese momento
4n cromosomas.
Profase Meiótica:
- Los cromosomas se acortan y engrosan. Los cromosomas homólogos se buscan y se alinean por
pares, uniéndose íntimamente entre si por sus armazones proteicos en toda su longitud. Esta
unión a modo de cremallera se llama sinapsis, y es la que hará posible la recombinación. Esta
estructura de unión de dos cromosomas sinápticos se llama bivalente.
- Los cromosomas homólogos se separan unos de otros, casi en su totalidad, y sobre todo en el
centrómero. Sin embargo, las cromátidas hermanas siguen unidas en el centrómero al inicio del
proceso. Estas zonas de unión se llaman quiasmas. En estos puntos se ha producido la
recombinación.
- Al final de la profase I los cromosomas tienen un alto grado de condensación. Cada uno de los
pares de cromátidas hermanas están unidos por el centrómero. Por su parte, los pares de
cromosomas se separan, pero quedan unidos por los quiasmas que se forman entre cromátidas no
hermanas (homologas). Al progresar la separación de las cromátidas homologas, los quiasmas se
desplazan desde el centrómero hasta los extremos del bivalente. Al final quedan uno o dos
puntos terminales de contacto.
b) ¿Qué representa la meiosis en la reproducción y variabilidad de las especies (0,5
puntos).
Solución.
La meiosis es el mecanismo de división que reduce a la mitad la cantidad de material genético, y
se realiza en las células germinales. Se inicia en una célula de 2n cromosomas, que, al finalizar, se habrá
dado origen a cuatro células de n cromosomas: gametos o esporas. En los órganos reproductores
masculinos las células resultantes de la meiosis son los espermatozoides, mientras que en los órganos
femeninos, solo una de las cuatro células, el óvulo, será funcional.
En la Profase I, cada cromosoma se aparea con su homólogo formando lo que se denomina una
tétrada, es decir cuatro cromátidas y dos centrómeros. Este apareamiento es un rasgo exclusivo de la
meiosis, y tiene una trascendencia fundamental, ya que las cromátidas no hermanas, es decir paterna y
materna, pueden entrecruzarse (recombinación genética) y romperse en los puntos de fusión dando lugar
a un intercambio y recombinación de segmentos cromatídicos y por lo tanto de los genes en ellos
localizados. Es un método de variabilidad genética al formarse nuevas combinaciones de genes.
c) Haga un esquema de un bivalente indicando sus componentes (0,5puntos).
Cromosoma 1
Cromátidas
Cromosoma 2
Centrómeros
Cromátidas
Zonas de
sinapsis
4.
En relación con la información genética y sus alteraciones:
a) Si un polipéptido tiene 450 aminoácidos, indique cuántos ribonucleótidos tendrá el
fragmento del ARNm que codifica esos aminoácidos. Razone la respuesta (0,5 puntos).
Solución.
Como un aminoácido es codificado por 3 bases de nucleótidos, para codificar 450 aminoácidos
se necesitan 1350 bases. El código genético es la relación de correspondencia entre los nucleótidos
(bases) de un poli nucleótido y los aminoácidos. En un ácido nucleico existen cuatro nucleótidos distintos
que se representan por sus bases. Las proteínas están formadas por 20 aminoácidos. Si fuera una base por
aminoácido, solo se podrían cifrar 4. Con dos bases por aminoácido, el resultado seria 42=16; no es
suficiente. Sin embargo, si tres bases codifican un aminoácido, las combinaciones posibles son 43=64;
sobran tríos para los 20 aminoácidos.
b) 5’GUU-UUC-GCA-UGG3’, son cuatro codones de una molécula de ARNm. Indique
cuáles serán los anticodones de las moléculas de ARNt. ¿Qué significa que el código
genético es degenerado? (0,5 puntos).
Solución.
Los anticodones en el ARNt son: 3’ CAA AAG CGU ACC 5’
Un aminoácido puede estar determinado por varios tripletes de codificación (ya que sobran tríos para los
20 aminoácidos), y por esta razón se dice que el código genético es degenerado. Así existen tripletes
sinónimos que codifican el mismo aminoácido. El triplete de ARNm que codifica un aminoácido se llama
codón. La secuencia de los anticodones del ARNt es la misma que la del codón del ARNm, pues es una
zona en el centro del ARNt que no se aparea.
c)
Suponga que en un fragmento de ADN que codifica un polipéptido se produce una
mutación puntual que afecta a un par de bases. Debido a ello, cuando la célula sintetice
de nuevo el polipéptido, a éste le podría haber ocurrido uno de los cuatro hechos
siguientes:
1.- Que se codifique el mismo aminoácido que el sintetizado antes de la mutación.
2.- La sustitución de un aminoácido por otro distinto.
3.- Que el nuevo polipéptido sintetizado sea más corto
4.- Que el nuevo polipéptido sintetizado sea más largo.
Solución.
La sustitución de un aminoácido de otro distinto. Si la mutación hubiese afectado a una sola base
el aminoácido que se codifique podría ser el mismo que antes de la mutación...
5.
En relación con los microorganismos y sus aplicaciones:
a) ¿Que son los antibióticos? (0,5 puntos)
Solución.
Son sustancias antimicrobianas fabricadas y secretadas por microorganismos. Son metabolitos
secundarios de bajo peso molecular, que inhiben el crecimiento de microorganismos en cantidades muy
pequeñas. Son selectivamente tóxicos. Por ello se utilizan con fines profilácticos o terapéuticos.
b) Indique dos grupos de microorganismos capaces de fabricar antibióticos (0,5 puntos).
Solución.
Los Mohos ( Penicillium) y las Eubacterias ( Bacillus subtilis).
c)
Señale otras dos sustancias producidas por la industria farmacéutica, obtenida mediante
procesos biotecnológicos y su utilidad médica (1 punto).
Solución.
Otras dos sustancias producidas por la industria farmacéutica son la insulina, que es una
proteína que permite que las células asimilen los glúcidos que circulan por la sangre tras ingerir los
alimentos. Se utiliza en la terapia de la diabetes. También se obtienen vacunas (como la de la hepatitis B,
sarampión y rabia). Estas dos sustancias se obtienen a partir de la información incorporada a las células
bacterianas por técnicas de ingeniería genética. Para ello se les introducen plasmados recombinantes que
portan el gen que codifica el producto a sintetizar.
OPCIÓN B
1.
Respecto al ATP:
a) Indique el grupo de moléculas al que pertenece y cuál es un papel metabólico (0,5
puntos)
Solución.
El ATP es una molécula que pertenece al grupo de los nucleótidos (ácidos nucleicos) no
nucleicos que ayudan en la tarea de conservar la vida. El ATP está formado por adenina, ribosa y tres
grupos fosfatos, contiene enlaces de alta energía entre los grupos fosfato; al romperse dichos enlaces se
libera la energía almacenada. La hidrólisis de una molécula de ATP libera 7,3 Kcal. /mol.
b) Explique las posibles formas de síntesis de ATP (1 punto)
Solución.
Según la hipótesis quimiosmótica sostenida por el investigador P. Mitchell, que es la que goza
de mayor prestigio, y puede además explicar la síntesis de ATP tanto en la mitocondria como en el
cloroplasto. La energía liberada por el transporte de electrones se utiliza para bombear protones desde la
matriz al espacio intermembrana (en mitocondrias); o desde el estroma al interior del tilacoide (en
cloroplastos). El bombeo de protones se realiza a través de transportadores localizados en complejos
enzimáticos existentes en la membrana (de las crestas mitocondriales o membrana tilacoidal, según el
caso). De esta manera se genera un gradiente electroquímico de protones que ejerce lo que se conoce
como fuerza protón motriz, ya que cuando los protones atraviesan de nuevo la membrana interna
(mitacondrial o tilacoidal) a favor del gradiente, lo hacen a través del sistema ATP-sintetasa, que se
encuentra en dichas membranas, donde la energía protón motriz se transforma en energía de enlace en
moléculas de ATP.
c) Indique dos rutas metabólicas donde se obtenga ATP (0,5 puntos).
Solución.
Mediante la ruta de degradación de la Glucosa (Glucólisis) se obtiene del balance global 2 moléculas de
ATP. Con la fermentación láctica y alcohólica se obtiene también dos moléculas de ATP.
2.
En los procesos de fermentación:
a) Indique un tipo de fermentación, señalando la molécula inicial, el producto final y un
microorganismo capaz de realizar dicho proceso (1 punto)
Solución.
Mediante las fermentaciones lácticas algunas bacterias convierten el piruvato en ácido láctico. La
molécula inicial es la glucosa, que sufre un conjunto de oxidaciones que liberan energía en forma de ATP
y produce dos moléculas de piruvato. El piruvato, con la acción de la lactatodeshidrogenadsa se convierte
en ácido láctico. El género de bacterias Lactobacillus se encarga de esta fermentación.
b) Explique por qué en la fermentación se obtiene un menor rendimiento energético que en
la respiración (0,5 puntos)
Solución.
En la fermentación la oxidación de las moléculas no es completa, pues el producto final es un ácido o un
alcohol, ambas son aun moléculas orgánicas; mientras que en la respiración el producto final es CO2 y
agua, dos moléculas inorgánicas, dándose en la respiración un proceso de oxidación total que desprende
más energía que la oxidación parcial que opera en las fermentaciones.
c)
Explique qué ocurre en la fermentación con el coenzima NADH obtenido en la
glucólisis (0,5 puntos)
Solución.
En la fermentación se recupera NAD+ por la reducción catalizada por la lactodeshidrogenasa. Es decir
NADH se oxida, cediendo un protón al ácido pirúvico (que se reduce) para convertirse este en ácido
láctico (en la fermentación láctica).
3.
Con referencia al ciclo celular de una célula eucariótica:
a) Dibuje un cromosoma metacéntrico y otro acrocéntrico, cada uno de ellos en metafase y
anafase mitóticas indicando en cada caso sus diversas partes o componentes (1 punto).
Solución.
Cromosoma
metacéntrico
Forma
anafásica
Forma
metafásica
Cromosoma
acrocéntrico
Forma anafásica
Forma
metafásica
b) Indique cuales son las diferencias más notables entre el significado biológico de la
mitosis y de la meiosis (1 punto).
Solución.
Mitosis:
No existe apareamiento entre los cromosomas ni intercambio genético entre los pares
homólogos.
En cada ciclo se forman dos células hijas con la misma composición genética.
Es el mecanismo de división de las células somáticas, se utiliza para crecer y
desarrollarse a partir del cigoto.
-
Es el proceso por el cual los organismos eucariotas unicelulares se reproducen
(reproducción asexual).
Meiosis:
- Se produce el apareamiento entre cromosomas que conduce al intercambio genético entre
homólogos, aumentando así la variabilidad genética entre organismos y especies.
- En cada ciclo se forman cuatro células hijas, los gametos (haploide n), que al unirse en la
reproducción sexual dará lugar a organismos diploides (permitiéndose la
conservación, generación tras generación, del numero cromosómico de cada especie).
Este proceso solo ocurre en células
4.
Referente a replicación, expresión y mutación.
a) Explique como se mantiene y se transmite la información genética en los seres vivos.
Describa brevemente cada uno de los procesos implicados (1 punto)
Solución.
La conservación de la información genética requiere una molécula estable, el ADN, y, mecanismos que
eviten la alteración. Para mantener la información genética, la molécula de ADN tiene capacidad de
reproducirse. La replicación es la formación de una copia idéntica de ADN para que, después de que ha
tenido lugar la división celular, cada célula hija tenga la misma información genética. La transmisión se
lleva a cabo durante el proceso de reproducción; en este caso, la transmisión se produce entre un ser vivo
y sus descendientes y constituye lo que se ha dado en llamar herencia biológica. El crecimiento de un ser
pluricelular también supone transmisión de información genética: por medio de mitosis se reparte el
ADN, que previamente se ha replicado, de tal forma que cada célula del organismo cuenta con una copia
idéntica del DNA.
b) Si durante la replicación del ADN se inserta un nucleótido incorrecto en la cadena de
nueva síntesis indique el nombre de la enzima encargada de subsanar este error y
explique como lo haría (0,5 puntos).
Solución.
La enzima que se encarga de subsanar los errores de la replicación es la DNA-polimerasa. Esta
corrección es posible por la actividad exonucleasas 3’-5’ de estos enzimas, que eliminan los nucleótidos
mal colocados- La polimerasa I también presenta actividad nucleasa 5’-3’, lo que permite la corrección de
otros tipos de errores y la eliminación de ARN cebador.
c)
Indique en que dirección son sintetizadas siempre las nuevas cadenas de ADN y cite
cómo se denomina a la hebra de ADN que se transcribe en ARNm (0,5 puntos)
Solución.
Las ADN polimerasa sintetizan la nueva cadena solo en sentido 5’-3’. La hebra de ADN que se
transcribe en ARN es la hebra codificadora (molde o patrón).
5.
Con referencia al sistema inmunológico:
a) Defina el concepto de interferón e indique brevemente como lleva a cabo su acción (1
punto).
Solución.
Se conoce con este nombre a una sustancia química liberada por las células atacadas por un virus, y que
tiene la propiedad de proteger a otras células sanas de nuevas infecciones víricas, debido a que los
interferones estimulan en las células no infectadas la producción de proteínas que inhiben la replicación
de diferentes tipos de virus.
b) Diga que es la hipersensibilidad (0,5 puntos).
Solución.
Bajo ciertas condiciones, los antígenos, al penetrar en un organismo pueden desencadenar reacciones
anormales, diciéndose entonces que el individuo presenta una sensibilidad exagerada frente a dichos
antígenos. A este tipo de reacciones se les denomina también alergias. Los alergenos son antígenos
ambientales habitualmente inocuos para la mayoría de las personas.
c) Defina el concepto de antígeno (0,5 puntos).
Solución.
Los antígenos son toda molécula que genera una respuesta en el sistema inmune, también da nombre a las
moléculas que reaccionan con los anticuerpos y con los linfocitos T. Cada anfígeno esta definido por su
anticuerpo. Los antígenos y anticuerpos actúan por complementariedad espacial, unidos por enlaces
débiles.