UNIVERSIDADES PÚBLICAS DE LA COMUNIDAD DE MADRID PRUEBA DE ACCESO A LAS ENSEÑANZAS UNIVERSITARIAS DE GRADO
Curso 2011-2012
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.- Los plastos son unos orgánulos característicos de las células vegetales: a) Respecto al esquema adjunto escriba el nombre de este plasto, qué proceso metabólico realiza y el nombre que corresponde a cada número (1,5 puntos). b) Indique el lugar concreto donde se realiza el ciclo de Calvin y la finalidad del mismo (0,5 puntos). Solución a) Se trata de un cloroplasto, plastos con clorofila, orgánulo celular donde se produce la fotosíntesis, consta de dos fases; fase lumínica o fotoquímica(depende de la luz), proceso catabólico que tienen lugar en las membranas tilacoidales donde se transforma la energía lumínica en energía química en forma de NADPH Y ATP(fotofosforilación); y la fase oscura o biosintética(no depende de la luz) donde parte de esta energía se utiliza para la fijación del dióxido de carbono y formación de glúcidos principalmente, para que pueda ser aprovechada por los vegetales, ya que los plastos son exclusivos del reino vegetal. A partir de los glúcidos, ATP y NADPH, se sintetizan ácidos grasos; y se reducen los nitratos a nitritos para la síntesis de aminoácidos y nucleótidos. 1. Espacio intermembranoso 2. Plastorribosoma 3. Tilacoide 4. ADNcl 5. Estroma 6. Membrana interna 7. Intergrana 8. Membrana externa 9. Grana b) El ciclo de Calvin se lleva a cabo en el estroma del cloroplasto, cuya finalidad es la asimilación y reducción del carbono (fijación del CO2) a partir de la energía obtenida en la fase lumínica, para la síntesis de biomoléculas exclusivas de los seres vivos.
2.-Con relación a la traducción del mensaje genético: a) Indique los distintos tipos de ARN (0,5 puntos). b) Describa la función que desempeña en la célula cada tipo de ARN (1,5 puntos). Solución a) Existen varios tipos de ARN, con la misma composición química pero con distinta estructura y función: - ARNmARN mensajero - ARNrARN ribosómico - ARNtARN de transferencia - ARNnARN nucleolar Existen otros tipos de ARN en el núcleo y citoplasma, con funciones diferentes, algunos tienen funciones catalíticas (ribozimas), funciones autocatalíticas (ARN capaces de escindirse
Autora:Olga Carretié Arangüena Lcda CC Biológicas (U.A.M.)
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por si solos sin necesidad de enzimas) y otras cadenas de ARN que se asocian con proteínas para formar ribonucleoproteinas, modificando los ARNm para hacerlos funcionales. b) –ARNm: Su función es copiar la información genética del ADN(transcripción) y llevarla hasta los ribosomas que son los orgánulos donde se realiza la síntesis de las proteínas. - ARNr: Se sintetizan en el núcleo y también se le denomina ARN estructural porque varias moléculas de este ARN asociadas a un grupo de más de 70 proteinas básicas forman un ribosoma que es el orgánulo donde se sintetizan las proteínas - ARNt: Su función es transportar los aminoácidos hasta los ribosomas para que allí se unan y formen las proteínas. - ARNr: Se encuentra asociado a diferentes proteínas formando el nucléolo, una vez está formado se segmenta para dar origen a los distintos tipos de ARNr.
3.- Referente al ciclo celular de un organismo 2n=6, cuyas células presentan mitosis anastrales: a) Haga un esquema de la metafase y otro de la anafase mitótica (0,5 puntos). b) Si los 6 cromosomas del organismo equivalen a 10 pg de ADN, ¿qué cantidad de ADN tendrá una célula de ese organismo en los periodos G1 y G2? Razone su respuesta (0,5 puntos). c) Explique el significado biológico de los procesos de mitosis y de meiosis (1 punto). Solución a) Se trata de una célula vegetal, por tanto carece de centriolos, pero el huso mitótico o anastral se forma igualmente a partir de los cinetocoros. Al carecer de centriolos el huso no está polarizado y los cinetocóros de los centrómeros dan origen a los microtúbulos cinetocóricos. En la Metafase los cromosomas alcanzan el grado máximo de condensación, el huso anastral está formado, los microtúbulos cinetocóricos empujan a los cromosomas hacia la placa ecuatorial o metafásica, los centrómeros se sitúan perpendiculares a los microtúbulos, quedando las cromatidas del cromosoma cada una orientada a los extremos del huso anastral.
Al no tener centriolos y no estar polarizado el huso, no hay alargamiento de la célula. En la Anafase los microtúbulos cinetocóricos se contraen separándose las cromatidas hacia los extremos opuestos. b) En el periodo G1, la cantidad de material genético es el mismo(10pg), mientras que en el periodo G2, el material genético se ha duplicado durante la fase S, necesario para la síntesis de proteínas en la fase G2 y poder prepararse para la fase de mitosis(20pg)
c) La mitosis y la meiosis son dos tipos de división celular, pero con diferentes funciones: - La mitosis interviene en el crecimiento de los organismos pluricelulares y en la reproducción asexual. No conlleva variabilidad genética. Interviene un solo organismo que produce copias idénticas de si mismo, sistema de reproducción sencillo y rápido. - La meiosis es imprescindible en la reproducción sexual y por tanto se incrementa la variabilidad genética. Las células que dan origen a los gametos sufren meiosis, se reducen a la mitad los cromosomas para posterior fecundación con otro individuo, que aporta la otra mitad de cromosomas facilitando la variabilidad genética.
Autora:Olga Carretié Arangüena Lcda CC Biológicas (U.A.M.)
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4.- Entre las alteraciones patológicas del sistema inmunitario se encuentran las enfermedades autoinmunes. a) Explique en qué consisten y su mecanismo etiopatológico (mecanismo de producción), aludiendo a los conceptos de autoantígeno y tolerancia inmunológica (1,5 puntos). b) Cite dos ejemplos de enfermedades autoinmunes (0,5 puntos). Solución a) En condiciones normales el organismo consigue diferenciar entre lo propio y extraño gracias a la tolerancia inmunológica, capacidad que el sistema inmunitario adquiere mediante un proceso de aprendizaje durante las primeras etapas del desarrollo. Este aprendizaje tiene lugar en el timo y en la médula ósea mediante un mecanismo de selección clonal. *Selección de los linfocitos T: Durante su maduración en el timo, desarrollan receptores de membrana que les permitirán reaccionar con las moléculas del complejo principal de histocompatibilidad(MHC) propias, con las que contactan mediante los autoantígenos(anticuerpos complementarios de moléculas de superficie de las células del embrión). Sólo sobreviven en esta primera etapa, los linfocitos T que tienen receptores adecuados para reconocer a antígenos extraños unidos a los antígenos del MHC, el resto son eliminados. *Selección de linfocitos B: Se inactivan todos los linfocitos que originan una acción destructiva sobre las células del propio individuo, seleccionándose los linfocitos B que no produzcan anticuerpos contra los autoantígenos. Un exceso de tolerancia llevará al organismo a confundir unas moléculas con otras, provocando un escaso nivel de respuesta o, lo que es lo mismo, una situación de inmunodeficiencia. Por el contrario, un defecto de tolerancia le hará reaccionar en exceso, incluso ante sus propias moléculas, creando un estado de autoinmunidad. b) Esclerosis múltiple: afecta a la sustancia blanca del sistema nervioso central, destruyendo la mielina de los axones, provocando alteraciones neurológicas y parálisis. Artritis reumatoide: Destrucción del tejido conjuntivo de las articulaciones que se inflaman de modo crónico.
5.- El esquema que se indica presenta un proceso catabólico de la célula:
a) ¿A qué proceso se refiere el enunciado? Cite sus etapas e indique su localización a nivel de la célula y de orgánulo. ¿Qué ocurre en cada una de esas etapas? (1 punto). b) Explique cómo se produce la síntesis de ATP en cada uno de los casos del esquema del enunciado: (A), (B) y (C), y relaciónelos con las etapas aludidas en el apartado anterior (1 punto). Solución a) Se refiere a la degradación oxidativa de moléculas orgánicas cuya finalidad es la producción de la energía necesaria para la realización de las funciones vitales de las células.
(A) Glucolísis: se produce en el citoplasma, donde una molécula de glucosa se transforma en dos de ac. pirúvico (B) Respiración celular I(oxidación del piruvato y ciclo de Krebs): El ac. Pirúvico pasa del citoplasma a la matriz mitocondrial donde se oxida formando la acetilCoA, este proceso une la glucolísis con el Ciclo de Krebs. Éste último se realiza en la matriz mitocondrial, y consiste en una cadena cíclica de reacciones, en cada una de las cuales interviene un grupo acetilo y regenera un ac. oxalacético, que puede iniciar otro nuevo ciclo. Autora:Olga Carretié Arangüena Lcda CC Biológicas (U.A.M.)
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(C) Respiración celular II(cadena respiratoria): se produce en las crestas mitocondriales, y consiste en la captación de los electrones liberados en las etapas anteriores que pasan a una cadena donde se producen sucesivas reacciones redox. Esta cadena de electrones llegan hasta el oxigeno y se combina con des protones para formar agua que sale de la mitocondria y de la célula. b) En la 1ª etapa(A) se obtienen 2 moléculas de ATP hasta piruvato, más 4 ATP por la reoxidación del NADH extramitocondrial a través de la dihidroxiacetona fosfato y del FADH2 intramitocondrial, y 6 ATP por el NADH intramitocondrial(formando al pasar las 2 moléculas de piruvato a acetil-SCoA), que se reoxida en la cadena respiratoria. O sea en la 1ª etapa por cada molécula de glucosa se obtienen 12ATP. En la 2ª etapa(B) se obtienen sólo 2ATP en el ciclo de Krebs, pues han entrado dos acetilos por glucosa, pero se han formado 6NADH y 2FADH2 que se reoxidan en la cadena respiratoria. En la 3ª etapa(C) por cada cadena respiratoria que comienza en el NADH se obtienen 3ATP. Si comienza en el FADH2 a través de la ubiquinona se obtienen 2ATP, por tanto se producen 22ATP. Por tanto en la degradación aeróbia de la glucosa, por cada molécula se obtienen 36ATP
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OPCIÓN B 1.- Algunas células vegetales presentan unas biomoléculas muy características, como la celulosa, la hemicelulosa y el almidón. a) Indique las semejanzas y las diferencias más importantes entre la celulosa y el almidón (1 punto). b) Cite una semejanza y una diferencia entre la celulosa y la hemicelulosa (0,5 puntos). c) Explique la importancia biológica de la celulosa en la célula vegetal (0,5 puntos). Solución Se trata de dos homopolisacáridos, es decir son polisacáridos formados por un solo tipo a) de monosacárido, que en este caso es la glucosa. Ambos dos son exclusivos de los vegetales. Pero, como diferencias podemos resaltar sus funciones, que son el resultado de los diferentes enlaces que unen los monosacáridos. En el caso de la celulosa es un polímero lineal de moléculas de β-D-glucosa y los enlaces son tipo β(14), son enlaces estables y resisentes, que confieren al polisacárido la característica de tener función estructural. En el caso del almidón, es una cadena helicoidal de α-D-glucosa, con enlace α(14), enlace débil y que se rompe con facilidad favoreciendo la función de reserva, para la obtención de energía. b) La celulosa es un homopolisacárido (polisacárido formado por un solo tipo de monosacárido) de glucosa, mientras que la hemicelulosa es un heteropolisacárido (polisacárido formado por diferentes monosacáridos) de glucosa, galactosa y/o fructosa. c) La celulosa es un polisacárido estructural que proporciona soporte y protección a los organismos de vegetales. Origina fibras de diferente grosor, que forman capas o láminas en dirección alternante y constituye el entramado esencial de la pared celular vegetal.
2.- Con relación a la herencia mendeliana: a) ¿Qué es un gen? ¿Cómo se denomina al conjunto de genes de un individuo? (0,5 puntos). b) ¿Cuándo se dice que dos genes son independientes? ¿Y cuándo qué están ligados? (0,5 puntos). c) Si tuviera una mosca del vinagre (Drosophila melanogaster) de fenotipo A, ¿cómo comprobaría si es AA o Aa? Razone la respuesta (0,5 puntos). d) ¿Cuál sería la segregación genotípica que se obtendría del cruzamiento entre un individuo diheterocigoto (dihíbrido) por otro diheterocigoto para los mismos caracteres? Refleje en su examen cómo ha obtenido esta segregación (0,5 puntos). Solución a) GEN: es una unidad de información hereditaria que se expresa determinando el fenotipo. Al conjunto de genes de un individuo se le denomina GENOTIPO. b) Dos genes son independientes cuando su transmisión es independiente, estos genes determinan caracteres distintos y se encuentran localizados en cromosomas no homólogos, estos cromosomas a su vez se distribuyen en los gametos independientemente del progenitor del que provienen. Dos genes que controlan dos caracteres distintos se dice que están ligdos cuando se localizan en el mismo par de cromosomas homólogos y por tanto los caracteres son transmitidos juntos a la descendencia. c) Cruzándola con una mosca homocigótica recesiva(aa). En el caso de que la mosca A fuera homocigótica dominante (AA) el 100% del fenotipo de los descendientes serían de fenotipo A y genotipo Aa. AA x aa (P) Aa (F1) 100%
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En el caso de que la mosca A fuera heterocigótica (Aa), al cruzarla con la homocigótica recesiva (aa), el 50% de los descendientes serían de fenotipo A y el otro 50% de fenotipo a, éste último dato sería el que nos señalaría que el genotipo de la mosca A es heterocigótico Aa x aa (P)Aa 50% aa 50% (F1) d) El sobrecruzamiento durante la meiosis, produce la recombinación genética , apareciendo gametos con distinta información. (P)AaBb X AB Ab aB ab AB AABB AABb AaBB AaBb Ab AABb AAbb AaBb Aabb aB AaBB AaBb aaBB aaBb ab AaBb Aabb aaBb aabb De los 16 posibles cruzamientos, cuatro individuos(25%) presentan genotipos homocigóticos pero diferentes, cada uno con un porcentaje de 6´25% (AABB,AAbb,aaBB,aabb), dos tienen genotipo AABb(12´5%), dos tienen genotipo AaBB(12´5%), otros cuatro son como los padres(25%), diheterocigóticos AaBb, dos son Aabb(12´5%) y otros dos son de genotipo aaBb(12´5%).
3.- Con referencia a los ciclos de reproducción celular: a) Copie y complete el siguiente cuadro en su hoja de examen indicando el proceso o procesos, así como las fases en que ocurren los siguientes acontecimientos (1,25 puntos).
b)
Los organismos eucarióticos se pueden reproducir asexual y/o sexualmente. Indique tres diferencias entre estos dos procesos (0,75 puntos).
Solución
a) ACONTECIMIENTO CELULAR 1) Los homólogos se aparean mediante sinápsis
2) El ADN se replica
3) Las células hijas son diploides
4) Las cromátidas hermanas se separan
5) Existe sobrecruzamiento
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PROCESO(s)/FASE(s) Se produce en el proceso de Meiosis I durante la fase de Cigoteno, los homólogos se unen punto por punto en toda su longitud a través de la estructura proteica llamada complejo sinaptonémico. Se produce en la interfase previa a la mitosis o meiosisI,en la fases(de síntesis), y como resultado, cada cromosoma está formado por dos cromátidas unidas por el centrómero. Este es el resultado de la mitosis y de la meiosis I, en la meiosis II se producen cuatro células o gametos haploides. Se produce durante la Anafase de la Mitosis, y durante la fase Diploteno de la Meiosis I, pero permanecen unidos por los quiasmas, puntos donde ha tenido lugar el sobrecruzamiento. Tiene lugar en la Meiosis I, en la fase Paquiteno, se intercambia material cromatídico, entre las cromátidas de los cromosomas homólogos, es decir, intercambio de genes o recombinación génica.
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b) Reproducción asexual, interviene un solo organismo y crea copias idénticas de sí mismo, no genera variabilidad genética y es un sistema de reproducción sencillo y rápido. La reproducción sexual, intervienen dos organismos, las células que participan en la reproducción se llaman gametos y sufren una división celular llamado meiosis, se reduce a la mitad el nº de cromosomas y se incrementa la variabilidad genética.
4.- La salazón es un sistema de conservación de alimentos muy utilizado desde antiguo, y consiste en añadir una considerable cantidad de sal al alimento para preservarlo del ataque de microorganismos que puedan alterarlo. a) Explique este hecho de forma razonada (1 punto). b) A finales del siglo XIX se empieza a aplicar otro sistema de conservación de alimentos muy utilizado en la actualidad, descubierto por Louis Pasteur. ¿En qué consiste? (1 punto). Solución a) En todos los medios existen microorganismos; agua, aire, superficies, alimentos, organismos, seres vivos, suelo etc. Éstos, cuando las condiciones son favorables se multiplican. Éstas condiciones dependen de la presencia o ausencia de oxigeno, temperatura, humedad, radiación, presión, pH,etc…Se observó que la salazón prevenía de la putrefacción, ya que la sal varía el PH, absorbe la humedad del alimento secándolo(otro método de conservación), la temperatura y al estar cubierto de sal impide el contacto con el aire. b) Es la pasteurización. Pasteur demostró que si un medio de cultivo se calienta suficientemente y se aisla del medio, permanece indefinidamente alterado. La esterilización consiste en la eliminación de todo microorganismo vivo de un medio de cultivo de un alimento o del material de laboratorio. - Calor: Se emplea el autoclave, un recipiente metálico que esteriliza por calor húmedo, que alcanza temperaturas de 120ºC , también se utiliza el horno Pasteur que esteriliza en seco a temperaturas próximas a los 200ºC. - Filtración: Se recurre para separar microorganismos que quedan en los poros del filtro, mientras que la soluciónque las contiene lo atraviesa.
5.- Los compuestos siguientes están relacionados con la respiración y la fotosíntesis: ribulosa 1,5- bisfosfato, NADH, FADH2, NADP. a) Relacione cada uno de los compuestos con el proceso correspondiente y con la etapa del mismo donde participa (1 punto). b) Explique las características químicas del NADP y FADH2 e indique su
función (0,5 puntos). c) Explique las características químicas y la función de la ribulosa 1,5-
bisfosfato (0,5 puntos). Solución
a)
– La ribulosa 1,5-bisfosfato, es el compuesto inicial del Ciclo de Calvin, donde el
compuesto se regenera, y es el proceso esencial de la fase oscura de la fotosíntesis, donde la energía acumulada en la fase lumínica, se utiliza para reducir el carbono y sintetizar glúcidos sencillos, teniendo lugar en el estroma del cromosoma. El NADH , es un nucleótido coenzimático que interviene, generalmente, como transportador de electrones. Interviene en la etapa 5 de la glucolísis donde el NADH extramitocondrial cede electrones a la cadena de transporte electrónico. También interviene en la respiración celular durante la oxidación del ác.pirúvico producido en la glucolisis. Se produce una molécula de NADH por molécula de piruvato oxidada a partir de la reducción de NAD+. , También interviene en el ciclo de Krebs para la obtención de energía. Y por supuesto en la cadena respiratoria, ya que los electrones aceptados por el NAD+, que provienen de la glucolisis, de la oxidación del piruvato y el ciclo de Krebs, se encuentran en un nivel energético alto. Es el par redox de menor potencial siendo el responsable de la reducción del resto de transportadores de la cadena respiratoria, hasta formar agua. Durante la fosforilación oxidativa
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el NADH es el encargado de ceder electrones hasta el oxigeno favoreciendo la formación de ATP. FADH2, es otra coenzima que interviene en la cadena respiratoria que al oxidarse cede electrones, transfiriendo los hidrogenos a la ubiquinona. El FADH2, es la forma reducida del FAD, que en la glucolisis y duranteel ciclo de Krebs, se reduce para transportar los electrones a la cadena respiratoria. NADP+, interviene en la fase lumínica de la fotosíntesisy se reduce a NADPH, gracias a la energía aportada por la luz. Esta energía acumulada se utilizara en la fase oscura de la fotosíntesis, en el ciclo de Calvin para reducir el carbono.También interviene como aceptor de electrones en la fotofosforilación no cíclica. b) El NADPH,es la forma reducida del fosfato del dinucleótido de nicotinamida y adenina, nucleótidos de pirina, también llamada vitamina B3.El FADH2 nucleótido de flavina, es la forma reducida flavin—adenin-dinucleótido. Ceden hidrógenos oxidando o reduciendo el sustrato. Son coenzimas, moléculas orgánicas no proteicas, que intervienen en las reacciones catalizadas enzimáticamente, actuando como transportadores de electrones. c) La ribulosa 1,5 bisfosfato, es un glúcido formado por 5 carbonos (pentosa), que actúa activamente en la fijación del CO2 atmosférico en los organismos autótrofos. Su estructura es lineal, y presenta en los carbonos 1 y 5 un grupo fosfato.
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