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BIOLOGÍA
SEPTIEMBRE 2005
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.
En cuanto a la evolución de la célula y sus orgánulos:
a) Defina la teoría endosimbiótica (Lynn Margulis, 1970) (1 punto).
Solución.
Una célula procariota de gran tamaño y con gran capacidad de fagocitosis pudo engullir bacterias
aerobias, que, en vez de ser digeridas, sobrevivieron en simbiosis con su captora hasta depender de ella y
construir las mitocondrias. Por un proceso similar de endosimbiosis, pudieron formarse los cilios, flagelos
y centriolos a partir de espiroquetas y los cloroplastos a partir de cianobacterias.
Modelo 2005
b) Cite tres diferencias entre una célula eucariota y una procariota, y ponga un ejemplo
de célula procariota (1 punto).
Solución.
Células procariotas son por ejemplo las arqueobacterias y las eubacterias.
Diferencias:
ƒ En los procariontes el ADN se encuentra en el seno del citoplasma, non aislado por una
membrana y sin proteinas. No tienen cromosomas, ni nucleolo. La molécula de ácido nucleico
se denomina nucleoide. En Eucariotas, el material genético esta rodeado de una membrana y
estructurado en cromatina y cromosomas, compuestos por ADN y proteinas. Tienen nucleolo.
ƒ En procariotas la división celular suele ser directa, por división binaria. En Escaritas aparece la
mitosis.
ƒ En los procariotas no hay mitocondrias y los enzimas del metabolismo para la obtención de
energía se encuentran en la membrana celular. Las ululas eucariotas tienen mitocondrias donde
se encuentran los enzimas necesarios para la oxidación de las moléculas orgánicas.
2.
En relación con el metabolismo de los seres vivos:
a) Indique los tipos de procesos metabólicos y la finalidad de cada una de ellos
(1 punto).
Solución.
Se dan dos tipos de procesos metabólicos, el catabolismo y el anabolismo. La degradación
consiste en la oxidación de macromoléculas reducidas que se convierten en otras más pequeñas y
oxidadas. Estas transformaciones desprenden energía, que se recoge en intermediarios de energía, como
el ATP, o en forma de poder reductor en transportadores de electrones (NADH y NADPH). La parte del
metabolismo que se encarga de estas degradaciones se denomina Catabolismo. La parte del metabolismo
que se dedica a la construcción de las moléculas orgánicas se conoce con el nombre de Anabolismo. Esta
construcción parte de moléculas pequeñas y oxidadas. Es necesario reducirla, para lo que se necesita ATP
y poder reductor. Ambos procesos están interconectados.
b) Indique los tipos de organismos en relación a su metabolismo, la fuente de carbono
utilizada en cada caso y señale dicha fuente (1 punto).
Solución.
Organismos fotótrofos son aquellos que obtienen la energía necesaria para su metabolismo de la
energía lumínica del sol.
Organismos quimiótrofos son aquellos que obtienen la energía para su metabolismo de
reacciones inorgánicas de oxidación-reducción, como las bacterias quimiosintéticas.
Según la fuente de carbono utilizada hay de dos tipos: organismos autótrofos, que son capaces de
captar el CO2 de la atmósfera y con el construir las moléculas orgánicas. Están también los organismos
heterótrofos, los cuales utilizan las moléculas orgánicas (por ejemplo la glucosa) como fuente simultanea
de carbono y energía.
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3.
Con referencia al ciclo celular de un organismo con dos pares de cromosomas homólogos, uno
acrocéntrico y otro metacéntrico:
a) Haga un esquema gráfico de una anafase mitótica (0,5 puntos).
Solución.
b) Describa los principales acontecimientos que tienen lugar en la profase mitótica
(1 punto).
Solución.
La cromatina en el núcleo comienza a condensarse y se vuelve visible en el microscopio óptico
como cromosomas. El nucléolo desaparece. Los centríolos comienzan a moverse a polos opuestos de la
célula y fibras se extienden desde los centrómeros. Algunas fibras cruzan la célula para formar el huso
mitótico.
c) Indique una similitud y una diferencia entre una anafase mitótica y una anafase 11
meiótica (0,5 puntos).
Solución.
Similitud: en ambos ciclos, llegados a esta fase las dos cromátidas (que en la meiosis al llegar al
polo opuesto serán ya cromosomas) de cada cromosoma se alejan simultáneamente hacia cada uno de los
polos de la célula debido al acortamiento de los microtúbulos.
La diferencia más importante es que en la anafase meiótica, los centrómeros (cinetócoros) no se
separan, sino que se fusionan, con lo que no se separan las cromátidas, sino cromosomas completos.
4.
En relación con las aportaciones de Mendel al estudio de la herencia:
a) Defina qué es un retrocruzamiento. Describa, utilizando símbolos genéticos, un
ejemplo del mismo (1 punto).
Solución.
En el caso de los genes que manifiestan herencia dominante, no existe ninguna diferencia
aparente entre los individuos heterocigóticos (Aa) y los homocigóticos (AA), pues ambos individuos
presentarían un fenotipo amarillo.
La prueba del retrocruzamiento, o simplemente cruzamiento prueba, sirve para diferenciar el
individuo homo del heterocigótico. Consiste en cruzar el fenotipo dominante con la variedad homocigota
recesiva (aa).
Si es homocigótico, toda la descendencia será igual, en este caso se cumple la primera Ley de
Mendel.
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Si es heterocigótico, en la descendencia volverá a aparecer el carácter recesivo en una proporción del
50%.
b) Indique los genotipos y las proporciones fenotípicas de la descendencia obtenida de
la autofecundación de un heterocigoto para dos caracteres (1 punto).
Solución.
AaBb x AaBb
F1: Gametos posibles
AB
AB
Ab
aB
ab
AB
Ab
aB
ab
Proporciones fenotípicas:
Ab
aB
ab
AB
AABB
AABb
AaBB
AaBb
Ab
AABb
AAbb
AaBb
Aabb
aB
AaBB
AaBb
aaBB
aaBb
Ab
AaBb
Aabb
aaBb
aabb
------ 9:16
------ 3: 16
5.
ƒ
ƒ
ƒ
-----
3:16
-----
1:16
En relación con la Ingeniería Genética:
a) ¿Qué es una molécula de ADN recombinante?, ¿qué es un plásmido bacteriano?
Explique con qué finalidad se introduce una molécula de ADN recombinante fabricada
"in vitro" dentro de un organismo huésped (por ejemplo E. coli) (0,75 puntos).
Solución.
Se denomina ADN recombinante al que se ha formado al intercalar un segmento de ADN
extraño un ADN receptor. Por ejemplo, la integración de un ADN vírico en un ADN celular.
Esta tecnología nos permite obtener fragmentos de ADN en cantidades ilimitadas, que llevará
además el gen o los genes que se desee.
Los plásmidos son cadenas de ADN cerradas; es decir formando algo parecido a un círculo.
También forman una doble hélice, como el ADN de los cromosomas, aunque se encuentran, por
definición, fuera de los cromosomas. Se han encontrado plásmidos en casi todas las bacterias.
Los plásmidos son cromosomas bacterianos accesorios y se diferencian del cromosoma principal
en que los plásmidos no son estrictamente necesarios para la subsistencia y reproducción de la
bacteria en cuestión.
Esto se puede hacer para estudiar la expresión de un gen e incluso en algunos casos, para tratar
una enfermedad genética humana. La técnica del ADN recombinante se utiliza en estudios sobre
la regulación de la expresión génica, en la regulación de la producción comercial de síntesis de
proteínas como la Insulina o la hormona del crecimiento, en el desarrollo de organismos
transgénicos y en la amplificación del ADN, es decir, en obtener un gran número de copias de un
gen determinado.
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b) Indique los pasos necesarios para construir "in vitro" una molécula de ADN
recombinante (0,5 puntos).
Solución.
Las etapas en la producción de ADN recombinante “in vitro” son las siguientes:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Preparación de la secuencia del ADN para su clonación.
Preparación de un vector de clonación.
Formación del ADN recombinante.
Introducción del ADN recombinante en una célula anfitriona.
Propagación del cultivo.
Detección y selección de clones recombinantes.
c) Explique qué es un organismo transgénico y cite dos aplicaciones de la ingeniería
genética (0,75 puntos).
Solución.
Son organismo transgénicos aquellos que se desarrollan a partir de una célula en la que se ha
introducido ADN procedente de otro ser vivo. La ingeniería genética se puede aplicar en muchos campos,
dos de los cuales son:
ƒ
ƒ
Terapia génica, es aquel tratamiento de una enfermedad que se basa en la introducción
de genes en el organismo. Para la introducción de genes en el organismo receptor se
emplean vectores y también plásmidos. Ya se han realizado tratamientos a algunos
enfermos con inmunodeficiencias congénitas y se plantea como forma de atacar en el
futuro numerosas enfermedades con base genética y hereditaria.
Aplicaciones en agricultura, con la obtención de organismos transgénicos. Así, se han
conseguido plantas que contienen genes de gran resistencia a plagas, herbicidas y
sequía. Por ejemplo, en el tomate transgénico se ha retirado el gen responsable del
reblandecimiento por maduración, con lo que este proceso se retrasa, permite más
largos almacenamientos y evita la acción de hongos y bacterias.
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OPCIÓN B
1. En relación con las biomoléculas:
a) Explique los siguientes términos: polisacáridos y lípidos saponificables (1 punto).
Solución.
ƒ
ƒ
Los polisacáridos están formados por la unión de muchos monosacáridos (puede variar
entre 11 y varios miles), mediante enlace O-glucosídico, similar al visto en disacáridos,
con pérdida de una molécula de agua por cada enlace. Tienen pesos moleculares muy
elevados, no poseen poder reductor y pueden desempeñar funciones de reserva
energética o función estructural.
Los lípidos son biomoléculas orgánicas formadas básicamente por carbono e hidrógeno
y generalmente también oxígeno; pero en porcentajes mucho más bajos. Además
pueden contener también fósforo, nitrógeno y azufre. Es un grupo de sustancias muy
heterogéneas que sólo tienen en común estas dos características:
o Son insolubles en agua
o Son solubles en disolventes orgánicos, como éter, cloroformo, benceno, etc.
Los lípidos saponificables están compuestos fundamentalmente por esteres de ácidos
grasos y alcohol; tratados con una base forman jabones en una reacción llamada
saponificación.
b) Indique un homopolisacárido y un heteropolisacárido, ambos con función estructural
(0,5 puntos).
Solución.
Entre los polisacáridos estructurales, destaca la celulosa, que forma la pared celular de la célula
vegetal. Esta pared constituye un estuche en el que queda encerrada la célula, que persiste tras la muerte
de ésta.
La celulosa está constituida por unidades de b-glucosa, y la peculiaridad del enlace b (beta) hace
a la celulosa inatacable por las enzimas digestivas humanas, por ello, este polisacárido no tiene interés
alimentario para el hombre.
La goma arábiga es un heropolisacárido de arabinosa, galactosa y otros. Tiene una función de
defensa frente a heridas o golpes en las plantas.
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c) En las células animales, cite un lípido saponificable con función estructural y otro
con función energética (0,5 puntos).
Solución.
Función estructural:
Fosfolípidos Se caracterizan por presentar un ácido ortofosfórico en su zona polar. Son las
moléculas más abundantes de la membrana citoplasmática. Según su composición, pueden diferenciarse
dos grupos: los fosfoacilglicéridos y los esfingolípidos.
Función energética: Glucolípidos.
Son lípidos complejos que se caracterizan por poseer un glúcido. Se encuentran formando parte
de las bicapas lipídicas de las membranas de todas las células, especialmente de las neuronas. Se sitúan
en la cara externa de la membrana celular, en donde realizan una función de relación celular, siendo
receptores de moléculas externas que darán lugar a respuestas celulares. Destacan dos tipos: los
cerebrósidos y los gangliósidos.
2.
El ciclo de Calvin:
a) Indique si se trata de un proceso anabólico o catabólico y su localización a nivel de
orgánulo (0,5 puntos).
Solución.
En esta fase, se va a utilizar la energía química obtenida en la fase luminosa, en reducir CO2,
Nitratos y Sulfatos y asimilar los bioelementos C, H, y S, con el fin de sintetizar glúcidos, aminoácidos y
otras sustancias, lo cual quiere decir que se trata de un proceso Anabólico. Es un proceso que se
desarrolla en el estroma de los cloroplastos.
b) Señale la molécula que se regenera en el ciclo y el coenzima reducido que se requiere
(0,5 puntos).
Solución.
La molécula que se regenera en este ciclo es la ribulosa 1,5 difosfato. En el ciclo para fijar el
CO2, intervienen una serie de enzimas, y la más conocida es la enzima Rubisco (ribulosa 1,5 difosfato
carboxilasa/oxidasa), que puede actuar como carboxilasa o como oxidasa, según la concentración de CO2.
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c) Indique la molécula que aporta energía al ciclo y en que etapa se ha obtenido la citada
molécula (0,5 puntos).
Solución.
La molécula que aporta energía al ciclo es el ATP, que se ha obtenido en la fase luminosa de la
fotosíntesis.
d) Explique cuál es la finalidad de dicho ciclo (0,5 puntos).
Solución.
La finalidad de este ciclo es la síntesis de moléculas orgánicas necesarias para el metabolismo de las
plantas.
3.
Se cruzan dos cobayas homocigóticos, uno de ellos tiene pelaje liso de color negro y el otro tiene
pelaje rizado y color blanco. El rizado domina sobre el liso, mientras el blanco es recesivo.
a) Utilizando símbolos genéticos para los caracteres definidos, indique los genotipos de
ambos parentales (0,5 puntos).
Solución.
Los genotipos de los parentales son: aaBB x AAbb .
La textura rizada del pelaje esta determinado por un gen dominante A respecto de su alelo recesivo
de pelaje liso a. El color del pelo negro esta determinado por un gen dominante B respecto de su alelo
recesivo color de pelo blanco b.
b) Indique el genotipo y fenotipo que tienen los individuos de la FI (0,5 puntos).
Solución.
aaBB x AAbb
Los gametos posibles de cada parental son:
aB
Ab
gametos aB
Ab
aB
aaBB AaBb
Ab
AaBb AAbb
Genotipos de la F1:
aaBB---Fenotipo: liso y negro (1:4).
AaBb---Fenotipo: rizado y negro (2:4).
AAbb---Fenotipo: rizado y blanco (1:4).
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c) Calcule las proporciones genotípicas y fenotípicas de la F2 (1 punto).
Solución.
La F2 se obtiene del cruzamiento de los híbridos, es decir, su autofecundación:
AaBb
Gametos posibles
x AaBb
AB
AB
Ab
Ab
aB
aB
ab
ab
AB
Ab
aB
ab
Proporciones fenotipicas:
AB
AABB
AABb
AaBB
AaBb
Ab
AABb
AAbb
AaBb
Aabb
aB
AaBB
AaBb
aaBB
aaBb
----- 9:16 Rizado y negro.
----- 3: 16 Rizado y blanco.
----- 3:16 Liso y negro.
----- 1:16 Liso y blanco.
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Ab
AaBb
Aabb
aaBb
aabb
4.
En relación con el código genético:
a) Cite cuatro características del código genético para todos los tipos celulares y explique
qué quiere decir que el código genético es degenerado (1 punto).
Solución.
ƒ Los codones son tripletes de nucleótidos. Los nucleótidos se distinguen por las bases
nitrogenadas.
ƒ No existen interrupciones, comas o puntos que separen los codones.
ƒ Los tripletes no se solapan.
ƒ Existe un codón de inicio (AUG) que codifica en eucariontes a la metionina.
También hay codones de terminación que provocan la finalización de la síntesis de la
cadena polipeptídica.
El código genético es degenerado, es decir, un aminoácido puede estar codificado por más
de un triplete: codones sinónimos. 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.
b) Para la síntesis del péptido Tyr-Leu-Met-Phe se han utilizado los siguientes ARNt:
3'UAC 5', 3'AAU 5', 3'AAA 5' Y 3'AUA 5'
Escriba la secuencia de nucleótidos del ARNm cuya traducción da lugar al péptido indicado y la
secuencia de la cadena molde del ADN del gen correspondiente (1 punto).
Solución.
ARN m: 5’ AUG UUA UUU UAU 3’
codón de iniciación
ADN:
3’ ATG TTA TTT TAT 5’
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5.
Referido a la respuesta inmune:
a) Diga qué es una inmunodeficiencia y mencione cuantos tipos hay (0,5 puntos).
Solución.
Son enfermedades graves, y en ocasiones mortales, causadas por defectos en uno o mas
componentes del sistema inmunitario.
Son de dos tipos:
- Congénitas: son defectos congénitos de los linfocitos T y B, que causan mayor
predisposición a las infecciones. Se manifiestan de forma precoz durante la
infancia.
- Adquiridas: aparecen y se desarrollan como consecuencia de diferentes
factores externos al individuo como pueden ser la malnutrición, las infecciones
en las células del sistema inmunitario, el cáncer y el tratamiento con fármacos
inmunosupresores. La más conocida de estas patologías es el SIDA.
b) Explique en que consiste la inmunización pasiva y diga una ventaja y un
inconveniente de la misma (1 punto).
Solución.
Consiste en conferir protección frente a muchas enfermedades inyectando preparados con
anticuerpos específicos para los antígenos del patógeno. Desde el punto de vista terapéutico, tiene efecto a
las pocas horas de su inyección, a diferencia de las vacunas, que requieren varios días para producir
resistencia. Sin embargo, la resistencia que ofrece la inmunidad pasiva no dura más allá de unos pocos
meses.
c) Defina enfermedad autoinmune y diga un ejemplo (0,5 puntos).
Solución.
Pueden producirse respuestas inmunitarias adaptativas por antígenos no asociados a
microorganismos infecciosos, es decir, una respuesta inmunitaria sin infección. Ello se debe a que, en
ocasiones, puede fallar el reconocimiento de lo propio frente a lo ajeno por el sistema inmunitario.,
reaccionando los mecanismos de defensa contra el mismo organismo que los alberga. El resultado es la
autoinmunidad que pueden causar las agresivas enfermedades autoinmunes. Enfermedad autoinmune es
por ejemplo, el lupus eritematoso sistémico, que es la más grave de todas las enfermedades autoinmunes,
ya que puede afectar a casi todos los órganos. Es característica la erupción en el rostro que ocupa frente,
pómulos y nariz. Se producen lesiones generalizadas que pueden conducir a parálisis y convulsiones.
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