OPCIÓN A Cuestión 1.- Tema de desarrollo corto

ARAGÓN (ZARAGOZA) / JUNIO 02. LOGSE / BIOLOGÍA / EXAMEN COMPLETO
TIEMPO DISPONIBLE: 1 H. 30 M.
Se valorará el uso de vocabulario y la notación científica. Los errores ortográficos, el desorden, la falta de
limpieza en la presentación y la mala redacción, podrán suponer una disminución hasta de un punto en la
calificación, salvo casos extremos.
PUNTUACIÓN QUE SE OTORGARÁ A ESTE EJERCICIO: (véanse las distintas partes del examen)
El alumno debe responder a una de las dos opciones propuestas, A o B. En cada pregunta se señala la
puntuación máxima.
OPCIÓN A
Cuestión 1.- Tema de desarrollo corto: El DNA (ADN): composición química y
estructura (relacione la estructura con la transmisión de la información genética). (3
puntos).
Cuestión 2.- Acerca de los virus: a) ¿Qué moléculas pueden encontrarse formando parte
de un bacteriófago?. Haga un esquema de un bacteriófago (1 punto). b) Describa
brevemente un ciclo lisogénico de un virus. (1 punto).
Cuestión 3.- Dibuje una cresta mitocondrial, esquematizando o explicando brevemente
qué es lo que ocurre en ella cuando hay NADH en la matriz. (2 puntos).
Cuestión 4 .- (1 punto). a) ¿Qué le ocurriría a un glóbulo rojo si lo ponemos en una
solución hipotónica? razone la respuesta. b) Nuestros glóbulos rojos han perdido su
núcleo durante el proceso de maduración, ¿puede darse en estas células transcripción?
¿pueden seguir el ciclo celular? Razone la respuesta.
Cuestión 5.- (2 puntos). ¿Cómo se denomina el proceso que se representa en el
esquema?. Identifique las estructuras o moléculas señaladas con las flechas. Describa
qué está ocurriendo.
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OPCIÓN B
Cuestión 1.- Tema de desarrollo corto: La fase luminosa de la fotosíntesis: localización
celular, funciones de la clorofila y los fotosistemas, e interpretación global del proceso. (3
puntos).
Cuestión 2.- a) Justifique el hecho de que secuencias diferentes de DNA puedan codificar
la misma proteína (1 punto). b) Explique brevemente las funciones de los linfocitos T (1
punto).
Cuestión 3.- Cite una función con la que esté relacionado cada uno de los siguientes
orgánulos: lisosomas, retículo endoplasmático liso, ribosomas, aparato de Golgi,
centrosoma, mitocondrias, nucleolo, retículo endoplasmático rugoso, cilios, membrana
plasmática. (2 puntos).
Cuestión 4.- ¿Cuáles son las principales diferencias (estructurales y funcionales) ent re
celulosa, almidón y glucógeno? (1 punto).
Cuestión 5.- En un cultivo de células humanas que se encuentran en periodo de división
celular, se analiza la cantidad de DNA (ADN) en muestras de esas células tomadas a
distintos tiempos. El resultado se expresa en la gráfica:
¿Cuál es la razón de la variación observada en la cantidad de DNA por célula? Razone
la respuesta refiriéndose a cada una de las fases del ciclo. (2 puntos).
OPCION A
1. Solución:
El ADN es una biomolécula orgánica compuesta por C, H, O, N y P, que se define
químicamente como un polinucleótido, porque está formado por la repetición de unidades
moleculares llamadas nucleótidos (desoxirribobucleótidos). Su función está relacionada con
el almacenamiento y transmisión de la información hereditaria, constituyendo así la base
molecular de la herencia.
El ADN químicamente está compuesto por tres moléculas diferentes:
1) Una pentosa, que es la desoxirribosa.
2) Una base nitrogenada. Existen dos tipos:
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- Púricas: adenina(A) y guanina (G).
- Pirimidínicas: citosina (C), timina (T).
3) Una molécula de ácido fosfórico.
La unión de una pentosa con una base nitrogenada por el carbono 1´ de la pentosa se
denomina nucleósido y la unión de un nucleósido a una molécula de ácido fosfórico a través
del carbono 5´ de la pentosa se denomina nucleótido. La unión de varios nucleótidos por
enlace 5´-3´ fosfodiéster da lugar a un ácido nucleico, que por ello también se denomina
polinucleótido. El encadenamiento de los nucleótidos para formar un ácido nucleico se
realiza siempre mediante el ácido fosfórico, que se une al carbono 3´ de la pentosa del
nucleótido siguiente. Esta molécula tiene dos extremos: un extremo 3´ y un extremo 5´.
El modelo estructural de la doble hélice del ADN, propuesto por Watson y Crick en 1953,
abrió el camino hacia la comprensión de cómo podría desempeñar esta molécula sus
funciones, almacenando y transfiriendo la información genética.
El modelo propone los siguientes aspectos estructurales:
- La existencia de dos cadenas polinucleotídicas dextrógiras arrolladas en forma de hélice
alrededor de un mismo eje constituyendo así una doble hélice. Ambas cadenas o hebras son
antiparalelas, es decir, sus puentes fosfodiéster 3´-5´internucleotídicos van en direcciones
opuestas, una va en sentido 3′ → 5′ y la otra en sentido 5′ → 3′ .
- Las bases púricas y pirimidínicas de cada una de las cadenas o hebras están apiladas en el
interior de la duplohélice, con sus planos paralelos entre sí, y perpendiculares al eje de la
doble hélice. Las bases de una cadena están apareadas mediante puentes de hidrógeno con las
bases de la otra cadena. Los pares permisibles son A-T y G-C.
- Las dos cadenas antiparalelas de la duplohélice no son idénticas en secuencia ni en
composición. En vez de ello, son complementarias entre sí (siempre que en una cadena hay
A, en la otra T, y viceversa).
- Las bases se hallan apiladas a una distancia de 0,34 nm de centro a centro, o lo que es lo
mismo, es la distancia que separa cada par de bases. En cada vuelta completa de la
duplohélice hay exactamente 10 nucleótidos, lo que corresponde a la distancia secundaria
repetida de 3,4 nm. La doble hélice tiene unos 2,0 nm de diámetro.
- Las bases relativamente hidrófobas están situadas en el interior de la hélice y los restos
polares del azúcar y grupos fosfato cargados negativamente están en la periferia, expuestos al
agua, formando el esqueleto externo de la duplohélice.
- La duplohélice resulta estabilizada no sólo por puentes de hidrógeno entre los pares de bases
complementarias, sino también por interacciones electrónicas entre las bases apiladas, así
como por acciones hidrófobas recíprocas.
Cuando Watson y Crick propusieron en 1953 la hipótesis de la estructura molecular en doble
hélice del ADN, surgieron una hipótesis para explicar cómo se encuentra codificada la
información genética. Según ésta, la información genética está contenida en la secuencia de
los nucleótidos (A, T, G, C) de la molécula de ADN que determina la secuencia de los
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aminoácidos en las proteínas.
La replicación es un proceso de autoduplicación del ADN que tiene lugar durante el período
de síntesis del ciclo celular o fase S de la interfase, y se caracteriza porque a partir de una
molécula de ADN, se forman dos iguales a ella e idénticas entre sí. Aunque se han propuesto
varias hipótesis para explicar el mecanismo de este proceso, es, sin embargo, la hipótesis
semiconservativa propuesta por Watson y Crick y demostrada experimentalmente por
Meselson y Stahl en 1957 la de mayor aceptación actualmente. La replicación es
semiconservativa porque las dos cadenas de nucleótidos que forman la doble hélice de ADN
se conservan y sirven de molde para la síntesis de dos hebras complementarias. Por tanto, la
replicación da como resultado dos moléculas de ADN, en las que cada una de ellas se
conserva una cadena antigua, y la otra es nueva.
2. Solución:
a) Los virus son elementos genéticos que se replican independientemente de los cromosomas
de las células huésped, pero no independientemente de ésta. Necesitan de la maquinaria
celular para producir sus réplicas.
Los fagos están constituidos por un ácido nucleico y una cápsida proteica compleja.
- Ácido nucleico: Pueden presentar ADN o ARN, pero nunca los dos simultáneamente. El
ácido nucleico puede ser a su vez monocatenario o bicatenario, lineal o circular.
- Cápisde: Protege al ácido nucleico y está constituida por la unión de proteínas globulares
denominadas capsómeros. Los bacteriófagos presentan cápsida compleja, está constituida por
dos partes, la cabeza y la cola. La primera es helicoidal y aloja al ácido nucleico, mientras que
la cola es una estructura de fijación a la bacteria y de inyección del ácido nucleico en el
interior de ésta.
b) En el siguiente esquema está representada la estructura de un bacteriófago.
c) Las características esenciales comunes a los ciclos de multiplicación de todos los virus
comprenden la entrada en el citoplasma de una célula hospedadora, la replicación de su
genoma para producir una descendencia de viriones, la liberación de éstos al medio
extracelular o ambiente y su superviviencia en él. En su reproducción todos los componentes
se sintetizan por separado y luego se ensamblan. Sin embargo, existen dos tipos de ciclo
vitales infectivos víricos: el ciclo lítico y el ciclo lisógenico.
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La diferencia principal entre el ciclo de multiplicación lítico y lisogénico de un fago está
basada en que los virus líticos, al infectar a la célula huésped, la destruyen, mientras que los
virus lisogénicos o atenuados, no destruyen a la célula hospedadora ya que al penetrar en ella,
en lugar de formar nuevos virus, integran su genoma en el ADN celular. Así permanecen
durante un tiempo variable, replicándose al mismo tiempo que lo hace el genoma de la células
hospedadora, hasta que factores externos o mecanismos desconocidos le hace “despertar” y
comenzar un ciclo lítico.
3. Solución:
En la figura siguiente está representada una cresta mitocondrial y los procesos metabólicos
que tienen lugar en ella cuando existe NADH en la matriz.
El proceso metabólico representado en la figura corresponde a la respiración celular. La
mayoría de la energía procedente de la oxidación de compuestos orgánicos (glucosa, ácidos
grasos) se encuentra en los electrones liberados que son aceptados y transportados por las
coenzimas NAD+ y FAD. La reoxidación de estas coenzimas tiene lugar durante el transporte
electrónico al ceder sus electrones al oxígeno molecular. La cadena de transporte
electrónico consta de una serie de enzimas oxidorreductasas, localizadas en la membrana
mitocondrial interna que conforma la cresta, que recogen los electrones de los coenzimas
reducidos (NADH y FADH2 ) de los fases anteriores y los van pasando de una a otra hasta un
aceptor final de electrones, el oxígeno molecular, que al reducirse, origina agua.
El mecanismo de síntesis de ATP en la mitocondria se denomina fosforilación oxidativa. La
“hipótesis quimiosmótica” explica este proceso. Esta teoría, la única que ha sido comprobada
experimentalmente y la que se acepta en la actualidad, durante el transporte electrónico se
produce un bombeo de protones desde la matriz mitocondrial al espacio intermembranal en
las mitocondrias, y desde el estroma al espacio intratilacoidal en los cloroplastos, que genera
un gradiente electroquímico que crea la fuerza protomotriz necesaria para la síntesis de ATP.
La disipación posterior de este gradiente qimiosmótico creado a través de la ATP-sintetasa
proporcionará la energía suficiente para la producción de ATP a partir de ADP y Pi.
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4. Solución:
a) La ósmosis es un fenómeno físico en el que se produce el paso o difusión de un disolvente
a través de una membrana semipermeable (permite el paso de disolvente pero no de solutos)
desde la disolución más diluida a la más concentrada.
Los medios acuosos separados por una membrana semipermeable pueden tener diferentes
concentraciones, y se denominan:
- Hipertónicos a los que poseen una elevada concentración de solutos con respecto a otros en
los que la concentración es inferior.
- Hipotónicos a los que contienen una concentración de solutos baja con respecto a otros que
la poseen superior.
Si colocamos un glóbulo rojo en un medio externo celular hipotónico respecto al medio
interno, se produce entrada de agua al interior del eritrocito, lo que ocasiona aumento de
volumen celular. En el caso de los glóbulos rojos puede llegar a producirse estallido celular si
penetra demasiada agua en su interior.
b) El núcleo es el componente celular donde se encuentra el material genético (ADN) y que
dirige toda la vida celular.
La transcripción es la primera fase de la síntesis proteica o expresión del material genético.
El proceso consiste en la síntesis de ARN, tomando como molde una de las dos cadenas del
ADN. Los glóbulos rojos pierden el núcleo durante el proceso de maduración y, por tanto, al
carecer de ADN es imposible que tenga lugar el proceso de la transcripción.
Una propiedad de las células que están en crecimiento, tanto procariotas como eucariotas, es
la capacidad de duplicar su ADN genómico y pasar copias idénticas de esta información a las
células hijas. Este fenómeno se denomina ciclo celular, comprende el período de tiempo
desde que se forma una células hasta que se divide y está constituido por dos etapas o estados
claramente diferentes:
- El estado de división celular o mitosis y separación de las células hijas.
- El estado de no división o interfase o periodo de crecimiento celular. En este estado la
célula realiza sus funciones habituales y, si está destinada a la división celular, la duplicación
o replicación del ADN.
La interfase comprende a su vez tres períodos: G1 , S y G2 y dura aproximadamente el 90 %
del total del ciclo celular.
- Fase G1 : es el período más variable en el tiempo del ciclo celular, pudiendo durar de 2 o 3
horas a muchos días, o incluso años. Es una fase de alta actividad metabólica, donde los genes
se transcriben y traducen en proteínas. Hay determinadas células que detienen su ciclo en la
fase G0 , experimentan una serie de transformaciones que las conducen a una diferenciación
celular, de modo que la célula se especializa y expresa sólo aquellos genes que le permiten
desempeñar su actividad concreta en el tejido.
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- Fase S: su nombre viene de “síntesis” ya que durante esta fase ocurre la replicación del
ADN y la síntesis de proteínas e histonas. Cada molécula de ADN se replica en dos moléculas
idénticas de ADN; de modo que las histonas y las otras proteínas cromosómicas se unen
rápidamente al nuevo ADN. Comienza la duplicación del diplosoma, al formar cada centriolo
otro perpendicular a él.
- Fase G2 : Durante esta fase no hay síntesis de ADN, aunque si éste está dañado, se puede
reparar. Se produce un continuo crecimiento celular y continúa también la síntesis de otras
macromoléculas (ARN, proteínas, lípidos, microtúbulos del huso acromático,...). Los
centriolos, ya duplicados, forman dos diplosomas que permanecen reunidos en el mismo
centrosoma.
El proceso de maduración de un glóbulo maduro durante el cual pierde el núcleo corresponde
al periodo G1 de la interfase. Por tanto, la pérdida del núcleo implica que el ciclo celular se
detiene en este periodo del ciclo y la célula acaba muriendo sin haberse dividido.
5. Solución:
El proceso representado en el esquema se denomina traducción y es la segunda fase del
proceso de síntesis proteica. En esta etapa se traduce en proteínas la información genética
transferida desde el ADN al ARNm durante la transcripción. Los aminoácidos dispersos en el
citoplasma deben unirse para formar los polipéptidos según una secuencia lineal, que no es
otra que la ordenada por el ADN y transportada por el ARNm.
Las estructuras y moléculas señaladas mediante números son:
1.
2.
3.
4.
Subunidad mayor del ribosoma.
Subunidad menor del ribosoma.
ARNm.
Proteína.
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