Examen corregido
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SOLUCIONARIO A LAS PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD PROPUESTAS POR LAS UNIVERSIDADES ANDALUZAS Departamento de Economía Financiera y Contabilidad de Melilla PRUEBA DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD CURSO 2010-2011 BIOLOGÍA OPCIÓN A 1. En relación con los ácidos nucleicos indique: ¿cuáles son los componentes de un nucleótido? [0,25]; ¿cuáles son las bases nitrogenadas derivadas de la purina [0,2] y de la pirimidina [0,3]?; ¿qué bases nitrogenadas entran a formar parte de la composición del ADN y del ARN? [0,25]; ¿qué tipos de enlaces soportan la estructura de los ácidos nucleicos? [0,4]. Dibuje la estructura de un ribonucleótido [0,2] y un desoxirribonucleótido [0,2] indicando la diferencia fundamental entre ambos [0,2]. Un nucleótido está compuesto por la unión de una base nitrogenada (adenina, guanina, citosina, timina y uracilo), una pentosa (ribosa o desoxirribosa) y una molécula de ácido fosfórico. Las bases derivadas de la purina son adenina y guanina. Las bases derivadas de la pirimidina son citosina, timina y uracilo. Las bases que entran a formar parte de la composición del ADN son: adenina, guanina, citosina y timina. Las bases que entran a formar parte del ARN son: adenina, guanina, citosina y uracilo. 1 SOLUCIONARIO A LAS PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD PROPUESTAS POR LAS UNIVERSIDADES ANDALUZAS Departamento de Economía Financiera y Contabilidad de Melilla Los enlaces que soportan la estructura de los ácidos nucleicos son fosfodiéster o nucleotídico (se establecen entre el radical fosfato situado en el carbono 5` de un nucleótido y el radical hidroxilo del carbono 3` del siguiente nucleótido) y puentes de hidrógeno. La principal diferencia entre la ribosa y la desoxirribosa es que esta última carece de grupo OH en el carbono número 2 de la pentosa. En cuanto a las bases en el ribonucleótido pueden ser adenina, guanina, citosina y uracilo y en el desoxirribonucleótido adenina, guanina, citosina y timina. 2. Defina los conceptos de anabolismo y catabolismo [0,5]. Describa la fosforilación oxidativa y la fotofosforilación [1], e indique en qué orgánulos de la célula se realizan [0,5]. Anabolismo: Entendemos por proceso anabólico al proceso de síntesis de moléculas 2 SOLUCIONARIO A LAS PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD PROPUESTAS POR LAS UNIVERSIDADES ANDALUZAS Departamento de Economía Financiera y Contabilidad de Melilla “complejas” a partir de otras más sencillas y que requiere un gasto de energía (ATP). Catabolismo: Los procesos catabólicos son inversos a los anteriores, a partir de la degradación de moléculas complejas obtenemos otras más simples, energía (ATP) y poder reductor (NADP/NADPH). Fosforilación oxidativa: Es el proceso mediante el cual los electrones se mueven a través de la cadena transportadora, van saltando a niveles energéticos inferiores, y paralelamente se va liberando energía. Esta energía se utiliza para fabricar ATP a partir de ADP y fosfato inorgánico. Los componentes de la cadena transportadora de electrones se encuentran ordenados en la membrana formando tres complejos enzimáticos diferenciados. Cuando los electrones van pasando de un nivel energético a otro inferior, los complejos enzimáticos emplean la energía que se libera para bombear protones desde la matriz mitocondrial al espacio intermembrana. Como la membrana interna es impermeable a los protones, el bombeo de estos consigue que se establezca un gradiente electroquímico entre la matriz y el espacio intermembrana, este es capaz de generar una fuerza protomotriz que proporciona energía aprovechable para hacer funcionar cualquier proceso que este acoplado a un canal por el que puedan circular los protones a favor de gradiente hacia la matriz. Las partículas F (complejos enzimáticos ATP‐sintetasa) forman esos canales. Fotofosforilación: La disposición de los pigmentos, complejos proteicos, fotosistemas I y II, transportadores de electrones de ambas cadenas de transporte electrónico y las enzimas necesarias, como la ATP‐sintetasa, mantienen una disposición concreta en la membrana tilacoidal, que hace posible la síntesis de ATP. El mecanismo de síntesis de ATP es similar al presentado en la mitocondria; depende de la existencia, en la cara estromática de la membrana tilacoidal, de un complejo enzimático, semejante a las partículas F de las crestas mitocondriales. El bombeo de protones al interior del tilacoide, que lo realizan varios complejos proteicos que intervienen en la fase lumínica, genera un gradiente electroquímico que crea la fuerza protomotriz 3 SOLUCIONARIO A LAS PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD PROPUESTAS POR LAS UNIVERSIDADES ANDALUZAS Departamento de Economía Financiera y Contabilidad de Melilla necesaria para la síntesis de ATP. Como la energía procede en último término de la luz, este proceso recibe el nombre de fotofosforilación. La fosforilación oxidativa se produce en las mitocondrias. La fotofosforilación se produce en los cloroplastos. 3. Defina: gen, mutación, recombinación y segregación cromosómica [2]. Gen: Es lo que Mendel llamó factor hereditario y, según la genética clásica, es una unidad de información hereditaria que controla un determinado carácter. Desde el punto de vista de la genética molecular se define como un fragmento de ADN que lleva información para que unos determinados aminoácidos se unan en un orden concreto y formen una proteína. Mutación: es una alteración o cambio en la información genética (genotipo) de u ser vivo y que, por lo tanto, puede producir un cambio de características, que se presenta súbita y espontáneamente, y que se puede transmitir a la descendencia. Recombinación: es el proceso por el cual una hebra de material genético es rota y luego unida a otra molécula de material genético. El entrecruzamiento entre cromosomas homólogos se produce durante la profase meiótica y produce variabilidad genética entre los individuos. Segregación cromosómica: es el proceso que se produce en anafase I y II de la meiosis, mediante el cual se produce el reparto al azar de los cromosomas procedentes de los genomas materno y paterno. 4. Si en un cultivo de células eucarióticas se introduce un inhibidor de la síntesis de ribosomas de células procariotas, ¿podrán las células cultivadas sintetizar proteínas? [0,5]¿Podrán esas células realizar la respiración celular? [0,5]. Razone las respuestas. 4 SOLUCIONARIO A LAS PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD PROPUESTAS POR LAS UNIVERSIDADES ANDALUZAS Departamento de Economía Financiera y Contabilidad de Melilla Sí. Los ribosomas eucariotas (80 S) encargados de realizar la síntesis proteica no se verán afectados, ya que el inhibidor sólo afectará a los ribosomas procariotas (70 S) que son diferentes, por lo tanto las células eucariotas seguirán realizando la síntesis proteica. No. Ya que la respiración celular se produce en las mitocondrias y estas poseen ribosomas similares a los procarióticos, con lo que se verán afectados por el inhibidor. Las mitocondrias se pueden alterar funcionalmente y es posible que no puedan realizar la respiración celular. 5. Se sabe que el sistema inmunitario reacciona contra todo tipo de molécula que no reconoce como propia. ¿Cuál es la causa de que proteínas inyectadas por la vía sanguínea provoquen la respuesta del sistema inmunológico, mientras que si se toman por vía digestiva, generalmente no la provocan? Razone la respuesta [1]. La razón de porqué las proteínas administradas por vía sanguínea produzcan una respuesta inmune y no lo hagan administradas por vía oral se debe a que los jugos digestivos contienen peptidasas. Estas rompen los enlaces peptídicos liberando aminoácidos que son comunes a todos los seres vivos, y por tanto, no son reconocidos como extraños. Por el contrario las proteínas administradas por vía sanguínea no son fragmentadas por las peptidasas, y como las proteínas son específicas de cada organismo, nuestro sistema inmunitario las reconoce como extrañas y responde contra ellas. 6. El siguiente esquema representa el ciclo de vida del Virus de Inmunodeficiencia Humana (VIH). Conteste las siguientes cuestiones: a) Indique cuatro componentes de este virus [0,4]. ¿Qué tipo de ácido nucleico posee? [0,2]. Indique que representan en el esquema los números 1 y 2 [0,2]. Nombre el tipo de célula a la que infecta [0,2] b) Comente uno a uno los procesos que tienen lugar desde el número 3 hasta el 8 [1]. 5 SOLUCIONARIO A LAS PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD PROPUESTAS POR LAS UNIVERSIDADES ANDALUZAS Departamento de Economía Financiera y Contabilidad de Melilla a) Componentes: (sólo 4) Bicapa lipídica. Proteínas transmembrana. Glucoproteínas o protuberancias proteicas externas. Envuelta proteica interna o corpúsculo central. Ácido nucleico. Cubiertas proteicas del ácido nucleico. Moléculas de retrotranscriptasa inversa. ARN monocatenario. 1: contacto con la célula huésped o adsorción, las proteínas de la cápsida o de la envoltura reconocen y se unen a receptores de la membrana de la célula huésped. 2: Entrada del ARN vírico en la célula o penetración, en este caso penetra el ácido nucleico por un mecanismo de inyección. Linfocito T. b) 3: La transcriptasa inversa hace una copa del ARN del virus pasándolo a ADN. 4: El ADN del virus penetra en el núcleo de la célula y se ensambla en el ADN de la 5: La transcripción del ADN del núcleo de la célula hace que se produzcan ARN célula. víricos. 6: Se produce la traducción del ARN vírico que produce proteínas víricas. 7: Se ensamblan los componentes del virus, sintetizados en las fases anteriores. 6 SOLUCIONARIO A LAS PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD PROPUESTAS POR LAS UNIVERSIDADES ANDALUZAS Departamento de Economía Financiera y Contabilidad de Melilla 8: Los virus producen un abombamiento de la membrana citoplasmática de la célula infectada “gemación” y los nuevos viriones abandonan la célula. 7 SOLUCIONARIO A LAS PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD PROPUESTAS POR LAS UNIVERSIDADES ANDALUZAS Departamento de Economía Financiera y Contabilidad de Melilla OPCIÓN B 1. Describa la estructura de la molécula de agua [0,5]. Cite cinco de sus propiedades físico‐ químicas [0,5]. Indique cinco de sus funciones en los seres vivos [0,5]. Defina los conceptos de hipotónico e hipertónicos referidos al medio externo de una célula [0,5]. FUENTE: http://4.bp.blogspot.com/_Uo_4rTTHdV4/RxJUkNYLJWI/AAAAAAAAABk/‐kFET19Hos4/s320/molecula+del+agua1.gif La molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, unidos por enlaces covalentes simples que forman un ángulo de 104,5º. Es eléctricamente neutra. El átomo de oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno, por ello, los electrones de los enlaces entre estos dos átomos están desplazados hacia el oxígeno. Este desplazamiento da lugar a un exceso de carga negativa sobre el átomo de oxígeno, y un exceso de carga positiva sobre los dos átomos de hidrógeno, este exceso recibe el nombre de densidad de carga. Esta distribución espacial de cargas eléctricas se define como momento dipolar, y da lugar a una molécula caracterizada por la ausencia de carga neta en la que se establece un dipolo y, a demás, adquiere carácter polar. 8 SOLUCIONARIO A LAS PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD PROPUESTAS POR LAS UNIVERSIDADES ANDALUZAS Departamento de Economía Financiera y Contabilidad de Melilla Debido a su carácter dipolar, las moléculas de agua pueden interaccionar entre sí mediante atracciones electrostáticas, estableciendo enlaces o puentes de hidrógeno. Cada átomo de oxígeno, con densidad de carga negativa, ejerce atracción sobre cada una de las cargas parciales positivas de los átomos de hidrógeno. Así cada molécula de agua puede formar hasta cuatro enlaces de hidrógeno. Propiedades físico‐químicas: Elevada cohesión molecular. Elevado calor específico. Elevado calor de vaporización. Mayor densidad en estado líquido que sólido. Elevada capacidad disolvente. Funciones en los seres vivos: Permite al agua dar volumen a las células, turgencia a las plantas e incluso actuar como esqueleto hidrostático en algunos animales invertebrados. Permite mantener constante la temperatura interna de los seres vivos. Explica la disminución de temperatura que experimenta un organismo cuando el agua se evapora en la superficie de un ser vivo. Permite la vida acuática en climas fríos, al descender la temperatura, se forma una capa de hielo en la superficie, que flota y protege de los efectos térmicos del exterior del agua líquida que queda debajo, este hecho permite la supervivencia de muchas especies. Permite el transporte de sustancias en el interior de los seres vivos y su intercambio con 9 SOLUCIONARIO A LAS PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD PROPUESTAS POR LAS UNIVERSIDADES ANDALUZAS Departamento de Economía Financiera y Contabilidad de Melilla el medio externo, facilitando el aporte de sustancias nutritivas y la eliminación de sustancias de desecho. La capilaridad contribuye a la ascensión de la savia bruta a través de los vasos leñosos. Una solución hipotónica es aquella que tiene menor concentración de soluto en el medio externo, por lo que una célula en dicha solución absorbe agua debido a la diferencia de presión osmótica. Una solución hipertónica es aquella que tiene mayor concentración de soluto en el medio externo, por lo que una célula en dicha solución pierde agua debido a la diferencia de presión osmótica. 2. Cite qué ocurre en las etapas interfase del ciclo celular [0,6] y describa la mitosis [0,4]. La interfase es el periodo de crecimiento celular comprendido entre dos divisiones mitóticas sucesivas. Está dividida en 3 subfases: a) Fase G1. Su nombre viene del inglés gap, intervalo. En ella se sintetizan las proteínas necesarias para que la célula aumente de tamaño. Comienza cuando termina la fase M y dura hasta que se inicia la replicación del DNA. Su duración es muy variable, dependiendo del tipo celular. En las células que no entran nunca en mitosis, esta fase es permanente y recibe el nombre de G0. Se dice entonces que la célula se encuentra en estado de reposo o quiescencia. Se da en células que han sufrido un proceso importante de diferenciación, como las neuronas o las fibras musculares estriadas. b) Fase S (S de síntesis). Se produce la replicación del DNA y se sintetizan las histonas. En los mamíferos, esta fase dura unas siete horas. Como resultado de la replicación, cada cromosoma está formado por dos cromátidas unidas por el centrómero. c) Fase G2. Tiene una duración muy corta (alrededor de tres horas en los mamíferos), y en ella, la célula puede aumentar ligeramente de tamaño. Se transcriben y traducen genes que codifican las proteínas necesarias para que la célula se divida, como la tubulina, y se duplican los centriolos. Esta fase finaliza en el momento en que se inicia la 10 SOLUCIONARIO A LAS PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD PROPUESTAS POR LAS UNIVERSIDADES ANDALUZAS Departamento de Economía Financiera y Contabilidad de Melilla condensación de los cromosomas para comenzar la mitosis. La mitosis comienza a final de la fase G2 del ciclo celular y tiene por objetivo repartir por igual el material hereditario, que se ha duplicado en la fase S, entre las dos células hijas que se van a producir. También se llama cariocinesis ya que consiste en la división del núcleo. El proceso de mitosis se da en todas las células somáticas del organismo susceptibles de dividirse; exceptuando en la formación de los gametos (células reproductivas) donde se da la meiosis. Profase: - Se produce la condensación de la cromatina, y los cromosomas comienzan a hacerse visibles. Como ya se ha producido la replicación durante la fase S, cada uno está formado por dos cromátidas hermanas idénticas unidas por el centrómero. - En las células que tienen centriolos ya duplicados en la fase G2, estos comienza a separarse hasta que se sitúan en polos opuestos de la célula. A medida que se separan los centriolos, se forman entre ellos los microtúbulos polares, que constituyen el huso acromático o huso mitótico. - La membrana nuclear y el nucleolo desaparecen, y los cromosomas se dispersan por el citoplasma. - En los centrómeros de cada cromosoma se forman los cinetocoros, a partir de los cuales se originan los microtúbulos cinetocóricos. Metafase: - Los cromosomas alcanzan el grado máximo de condensación. - El huso acromático está formado y se extiende entre los dos polos de la célula. - Los microtúbulos cinetocóricos empujan a los cromosomas de manera lenta y 11 SOLUCIONARIO A LAS PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD PROPUESTAS POR LAS UNIVERSIDADES ANDALUZAS Departamento de Economía Financiera y Contabilidad de Melilla progresiva hasta situarlos en el plano medio del huso acromático donde forman la placa ecuatorial o metafásica. - Los centrómeros se colocan perpendiculares al eje formado por los dos centriolos, de manera que cada una de las cromátidas que forman el cromosoma metafásico queda orientada hacia un polo. Anafase: - Las dos cromátidas de cada cromosoma inician, de forma simultánea, un movimiento de separación hacia polos opuestos arrastradas por los microtúbulos cinetocóricos, que se acortan por despolimerización. La separación de ambas cromátidas se inicia por el centrómero y de forma sincronizada en todos los cromosomas de la placa metafásica. Los microtúbulos polares se alargan por polimerización y separan, cada vez más, los dos polos del huso acromático. La anafase concluye cuando los cromosomas llegan a los polos. Telofase: - Los nucleolos reaparecen y los cromosomas empiezan a descondensarse, con lo que dejan de ser visibles. - La membrana nuclear reaparece alrededor de cada grupo de cromosomas, delimitándose así dos zonas nucleares; una en cada polo de la célula. Las membranas se forman a partir del retículo endoplasmático. 3. Defina respuesta inmunitaria [0,5]. Diferencie entre respuesta primaria y secundaria [0,5], respuesta humoral y celular [0,5], inmunidad congénita (innata) y adquirida (adaptativa) [0,5]. Se conoce como respuesta inmune al conjunto de procesos que se desencadenan cuando 12 SOLUCIONARIO A LAS PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD PROPUESTAS POR LAS UNIVERSIDADES ANDALUZAS Departamento de Economía Financiera y Contabilidad de Melilla una sustancia extraña o antígeno, penetra en el organismo y este no lo reconoce como propio En el primer contacto del organismo con un antígeno el sistema inmunitario desarrolla la llamada respuesta inmune primaria, este proceso es necesario para que exista memoria inmune, puesto que es aquí cuando la proliferación de los linfocitos crea las células de memoria. Cuando el antígeno accede al organismo por segunda vez, sin que importe el tiempo transcurrido desde el primer contacto, se produce la respuesta inmune secundaria. La fase de latencia, durante el cual el antígeno es identificado y proliferan los linfocitos, es mucho más corta, ya que existen células de memoria que reconocen al antígeno, y rápidamente proliferan. Respuesta inmune humoral; es la que se produce cuando un antígeno penetra en el organismo y acaba por encontrar al linfocito que muestra en su superficie el anticuerpo con el que se puede acoplar. Esta unión estimula y activa al linfocito, que prolifera rápidamente generando dos estirpes celulares. Las células plasmáticas que aparecen por diferenciación de los linfocitos B inmaduros, estos aumentan de tamaño y producen anticuerpos (inmunoglobulinas). Otros linfocitos B se convierten en células de memoria que permanecen en la sangre. Respuesta inmune celular; es la que se produce cuando un antígeno logra penetrar en el cuerpo, es detectado por los macrófagos, que lo fagocitan por un mecanismo de endocitosis. Después los lisosomas fabrican enzimas hidrolíticos, que deshacen las proteínas del antígeno, transformándolas en pequeños péptidos que son expuestos en la superficie del macrófago, gracias a las proteínas del complejo principal de histocompatibilidad (MHC). Los linfocitos T disponen en su membrana de receptores especializados en reconocer esos fragmentos peptídicos unidos a proteínas MHC, en la superficie de otras células. El sistema inmunitario innato o congénito, es el que la madre transfiere al feto durante el embarazo y proporciona un mecanismo de defensa en las primeras etapas de vida. 13 SOLUCIONARIO A LAS PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD PROPUESTAS POR LAS UNIVERSIDADES ANDALUZAS Departamento de Economía Financiera y Contabilidad de Melilla El sistema inmunitario adquirido o adaptativo, es el que irá sustituyendo al anterior a lo largo de la vida de un individuo, asumiendo el papel principal en la defensa orgánica del cuerpo. El sistema inmunitario cambiará y aumentará su capacidad de respuesta, a medida que entre en contacto con nuevos patógenos. 4. Los nucleótidos son monómeros cuya función más conocida es la de formar los ácidos nucleicos. Sin embargo, un déficit de alguno de ellos puede provocar problemas en el metabolismo. Justifique la afirmación anterior [1]. Los nucleótidos son monómeros que forman los ácidos nucleicos pero también forman parte de coenzimas como el NAD o el NADP entre otros, así como de moléculas energéticas tales como el ATP o el GTP. Esta moléculas son intermediarios metabólicos y productos del mismo, por lo tanto un déficit en alguno de ellos puede inhibir alguna ruta metabólica o provocar problemas metabólicos de distinto tipo. 5. A partir de Vinca major (hierba doncella) se obtienen una serie de medicamentos conocidos como alcaloides de la vinca. Entre ellos se encuentran la vinblastina, medicamento que impide el ensamblaje de los microtúbulos que forman el huso mitótico. Responda razonadamente por qué se utiliza para tratar distintos tipos de cáncer [0,5] y si dicho medicamento afectaría a la formación de los gametos de la persona que sufre el cáncer [0,5]. La razón es que la vinblastina impide el ensamblaje de los microtúbulos por lo que no se puede formar el huso mitótico ni por lo tanto producirse la mitosis. Esto hace que las células cancerosas no proliferen y el cáncer no se propague por otros tejidos. La vinblastina no permite formar el huso mitótico y por lo tanto tampoco se puede producir ningún tipo de división celular, esto incluye a la meiosis, por lo que no se formarán los 14 SOLUCIONARIO A LAS PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD PROPUESTAS POR LAS UNIVERSIDADES ANDALUZAS Departamento de Economía Financiera y Contabilidad de Melilla gametos. 6. A la vista de la imagen, que muestra un proceso celular, conteste las siguientes cuestiones: a) ¿De qué proceso se trata? [0,2]¿En qué orgánulo tiene lugar? [0,2]. Indique qué representan las letras: A, B, C y D [0,4]. Nombre el ciclo representado por el círculo [0,2]. b) Explique los acontecimientos que suceden en el compartimento señalado con la letra E [1]. a) b) - Fotosíntesis. - Cloroplasto. - A: energía luminosa. B: agua. C: oxígeno. D: glucosa. - Ciclo de Calvin. El compartimento señalado con la letra E se corresponde con el tilacoide de un cloroplasto donde se produce gran parte de la fotosíntesis. La fotosíntesis consta de dos fases, que tradicionalmente se han denominado fase lumínica o fotoquímica y fase oscura o fotosintética: La fase lumínica comprende un conjunto de reacciones dependientes de la luz, que tienen lugar en las membranas tilacoidales. El agua absorbida por las raíces de la planta llega a los cloroplastos. Allí mediante un proceso enzimático, se rompe su molécula, rindiendo protones, que quedan en el espacio luminal del tilacoide, electrones y el oxígeno molecular que pasa a la atmósfera, (fotólisis del agua). Los electrones liberados tras la incidencia de los fotones sobre los fotosistemas se utilizan para reducir NADP a NADPH. A través de la cadena transportadora de electrones, la energía de estos electrones se utiliza en la síntesis 15 SOLUCIONARIO A LAS PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD PROPUESTAS POR LAS UNIVERSIDADES ANDALUZAS Departamento de Economía Financiera y Contabilidad de Melilla de ATP, proceso denominado fotofosforilación. La fase oscura está formada por un conjunto de reacciones que no dependen de la luz, y que tienen lugar en el estroma; en estas reacciones se aprovechan la energía y el poder reductor obtenido en la fase lumínica para asimilar y reducir el carbono del CO2, y así se obtienen biomoléculas exclusivas de los seres vivos mediante un proceso de fijación del carbono. 16
