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)

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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.

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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%)
meiosis
aB 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.

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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 Autora: Olga Carretié Arangüena Lcda. Ciencias Biológicas Universidad Autónoma de Madrid……

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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.

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