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CANTABRIA / SEPTIEMBRE 00. LOGSE / BIOLOGIA / EXAMEN COMPLETO PREGUNTA 1 Dibuja un esquema en el que se represente un ADN de doble hebra, indicando claramente la localización de cada uno de los grupos moleculares que la componen, así como la posición de los dos extremos 3´y los dos 5´respectivamente. PREGUNTA 2 ¿Qué relación tradicional existe entre ADN, ARN y proteína?. Representa esta relación mediante un esquema. ¿Qué diferencias existen entre ADN y ARN a nivel molecular?. PREGUNTA 3 ¿Qué productos se obtendrían en la degradación total de los aminoácidos?. ¿Se obtiene energía en esta degradación?. Razona la respuesta. PREGUNTA 4 En los seres autótrofos, ¿se puede asimilar CO2 en ausencia de luz?. Razona la respuesta. PREGUNTA 5 Atendiendo a las funciones que caracterizan a un ser vivo: nutrición, relación y replicación, ¿cuáles no cumplen los virus?. Razona tu respuesta. PREGUNTA 6 Representa mediante un esquema el ciclo del nitrógeno en la naturaleza. Comenta brevemente el papel de los microorganismos en dicho ciclo. PREGUNTA 7 Qué diferencia existe a nivel funcional ente un macrófago, un linfocito T-4 y un linfocito B?. www.profes.net es un servicio gratuito de Ediciones SM CANTABRIA / SEPTIEMBRE 00. LOGSE / BIOLOGIA / EXAMEN COMPLETO PREGUNTA 8 Define el concepto de lisosoma y comenta su función biológica. 2 -Solución: OPCION A 1.- El ADN es una biomolécula orgánica compuesta siempre 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 está compuesto por tres moléculas diferentes: 1) Una pentosa, que es la desoxirribosa. 2) Una base nitrogenada. Existen dos tipos: - 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´. www.profes.net es un servicio gratuito de Ediciones SM CANTABRIA / SEPTIEMBRE 00. LOGSE / BIOLOGIA / EXAMEN COMPLETO La estructura del ADN propuesta por Watson y Crick pone de manifiesto que el ADN es una doble hélice formada por dos cadenas de polinucleótidos alrededor de un eje imaginario. Las bases nitrogenadas complementarias se encuentran en el interior manteniendo unidas las dos cadenas mediante puentes de hidrógeno. Los planos de sus anillos son paralelos entre sí y perpendiculares a la doble hélice. Así, ésta recuerda a una escalera de caracol en la que los peldaños son las bases nitrogenadas y los pasamanos las cadenas formadas por las pentosas y los fosfatos. 2. Solución: 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 aminoácidos en las proteínas. El código genético establece la relación que existe entre la secuencia de nucleótidos de los genes y la secuencia de aminoácidos de las proteínas. El proceso que llevó al desciframiento del código parte de la “hipótesis de la colinearidad” enunciada por Beadle y Tatum en 1948 según la cual un gen codifica la formación de un enzima, es decir, de una cadena polipeptídica. En biología el “dogma fundamental de la genética” hace referencia a tres procesos fundamentales: - La replicación del ADN : Proceso por el cual la información genética contenida en la secuencia del ADN se duplica pasando así a los descendientes. www.profes.net es un servicio gratuito de Ediciones SM CANTABRIA / SEPTIEMBRE 00. LOGSE / BIOLOGIA / EXAMEN COMPLETO - La transcripción: Es la primera etapa en la síntesis proteica. Consiste en síntesis de ARN a partir de ADN que es utilizado como molde. - La traducción: Es la segunda etapa del proceso de síntesis de proteínas. En esta etapa se traduce en proteínas la información genética transferida desde el ADN al ARN durante la transcripción. Para terminar, las diferencias que existen entre el ADN y el ARN a nivel molecular son: 1) ADN (ácido desoxirribonucleico): La pentosa que contiene es la desoxirribosa y las bases nitrogenadas que lo constituyen son: A, G, C y T. 2) ARN (ácido ribonucleico): La pentosa que posee es la ribosa y presenta, además de las bases nitrogenadas A, G y C, la base nitrogenada uracilo (U) en lugar de timina (T). 3 -Solución: Los aminoácidos que sobrepasan las necesidades metabólicas para sintetizar las proteínas y otras biomoléculas no pueden almacenarse, a diferencia de lo que ocurre con los ácidos grasos y la glucosa; sin embargo, tampoco pueden excretarse. Por esta razón los aminoácidos excedentes se utilizan como combustible metabólica para la obtención de energía. EL de los aminoácidos se separa convirtiéndose en urea, mientras que el resto de la cadena carbonada resultante da origen a intermediarios metabólicos importantes que se incorporan a las principales rutas catabólicas. - - El grupo α -amino se transfiere al ácido α-cetoglutárico para forma ácido glutámico. Este ultimo se desamina oxidativamente para formar el ion amonio. En la mayoría de los vertebrados terrestres el amonio se convierte en urea, para ser excretado posteriormente. El destino del esqueleto carbonada restante es formar intermediarios metabólicos que pueden incorporarse para oxidarse al ciclo de Krebs. Por lo tanto, sí se obtiene energía de la degradación del esqueleto carbonado de los aminoácidos. Éste es completamente oxidado en el ciclo de Krebs hasta CO2 , H2 O y energía4.- Solución: La asimilación del CO2 por parte de los seres autótrofos, tanto fotosintéticos como quimiosintéticos es independiente de la luz. www.profes.net es un servicio gratuito de Ediciones SM CANTABRIA / SEPTIEMBRE 00. LOGSE / BIOLOGIA / EXAMEN COMPLETO En el caso de los seres autótrofos fotosintéticos la asimilación o reducción del CO2 tiene lugar durante la fase oscura de la fotosíntesis que es independiente de la luz solar. En la fase lumínica de la fotosíntesis, la energía luminosa se convierte en energía química que se almacena en los enlaces del NADPH y ATP. En la fase oscura o de biosíntesis, esta energía química se utiliza para la reducción del CO2 y sintetizar glúcido sencillos. Los seres autótrofos quimiosintéticos no dependen de la luz, sino de la energía química que se desprende de una oxidación que realiza el propio organismo, tomando como sustrato sustancias inorgánicas sencillas (amoniaco, nitritos, sulfuros; ion ferroso, hidrógeno, etc.); es decir, obtienen la energía para asimilar el C02 de la oxidación de moléculas inorgánicas. 5. Solución: Los virus no realizan funciones de nutrición y relación, únicamente se reproducen. En éste último caso, necesitan de una célula huésped para su multiplicación lo que les convierte en parásitos obligados. Los virus son elementos genéticos que se replican independientemente de los cromosomas de las células huésped, pero no independientemente de ésta. Los virus tienen una estructura acelular, por lo que se considera que están en el límite de lo vivo, y precisan de la maquinaria celular para su replicación, pudiendo considerarse, en este sentido, parásitos obligados de bacterias, vegetales y animales. Los virus están constituidos por un ácido nucleico, una cápsida proteica y en ocasiones presentan un envoltura membranosa. 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 supervivencia en él huésped. 6. Solución: En los ecosistemas, la energía entre como energía luminosa o química (moléculas orgánicas o moléculas inorgánicas reducidas) y fluye unidereccionalmente de nivel trófico en nivel trófico hasta disiparse en forma de calor. Por el contrario, la materia se mantiene prácticamente constante en la Tierra, las bioelementos circulan cíclicamente dentro de la biosfera, de los seres vivos a la materia mineral, y viceversa, constituyendo los ciclos biogeoquímicos. La existencia de éstos es crucial en Biología debido a que continuamente nacen y crecen nuevos seres vivos, tomando para sí los biolelementos existentes, por lo que la existencia de ciclos biogeoquímicos, donde se da un consumo y aporte continuo de éstos, resulta de vital importancia. Los microorganismos poseen un papel destacado en los ciclos biogeoquímicos. En algunos casos son los únicos capaces de reciclar formas de un bioelemento, por lo que sin su participación la vida sería imposible. www.profes.net es un servicio gratuito de Ediciones SM CANTABRIA / SEPTIEMBRE 00. LOGSE / BIOLOGIA / EXAMEN COMPLETO El nitrógeno se acumula fundamentalmente en la atmósfera, la fijación de éste es una etapa clave en el ciclo, y sólo la pueden llevar a cabo determinados microorganismos. El retorno del nitrógeno a la atmósfera se realiza gracias a la actividad de microorganismos desnitrificantes del suelo, que transforman los nitratos en nitrógeno molecular. Algunos microorganismos tienen un papel muy importante en el ciclo del nitrógeno. El nitrógeno es mucho más abundante en la atmósfera que el CO2 sin embargo sólo unas pocas bacterias (Azotobacter, Rhizobium, entre otras) son capaces de fijarlo en forma orgánica. Parte de estos organismos son simbióticos con plantas superiores. Una vez incorporado o asimilado a la materia orgánica el nitrógeno sufre distintas transformaciones hasta que sale de nuevo a los almacenes inorgánicos a través de la excreción y la muerte. Las sustancias producto de estos procesos no están en la forma original de nitrógeno molecular sino en compuestos más complejos que son degradados hasta NH3 en un proceso denominado amonificación. El amoníaco es transformado por nitrificación en nitritos y nitratos por la acción de otras bacterias (Nitrosomonas y Nitrosobacter). Los nitritos y nitratos pueden ser directamente incorporados a las plantas y volver a la materia orgánica, o también pueden sufrir un proceso de desnitrificación realizado por otras bacterias u hongos que devuelven a la atmósfera el nitrógeno molecular. 7. Solución: Los linfocitos T son responsables de la respuesta inmune celular y su función es la siguiente: Cuando el organismo detecta la presencia de un antígeno, los macrófagos lo fagocitan y lo transportan a los ganglios linfáticos. Los linfocitos T allí presentes poseen moléculas receptoras que les permiten reconocer los antígenos. Las células T activadas por ese reconocimiento se transforman bien en linfocitos T citotóxicos, que pueden destruir al antígeno, o se dividen y transforman en linfocitos T4 o linfocitos cooperadores. Los linfocitos T4 segregan linfocinas, que son productos químicos que movilizan otros componentes del sistema inmunológico implicados en la respuesta inmune: activan a los macrófagos estimulando así la fagocitosis y estimulan la proliferación y síntesis de anticuerpos por parte de los linfocitos B. www.profes.net es un servicio gratuito de Ediciones SM CANTABRIA / SEPTIEMBRE 00. LOGSE / BIOLOGIA / EXAMEN COMPLETO Los linfocitos B son responsables de la respuesta inmune humoral de defensa ya que sintetizan anticuerpos. Sin embargo, no empiezan a producir el anticuerpo hasta que no reciben la señal de los linfocitos T4 . Una vez activadas, las células B se dividen y determinan en células plasmáticas que segregan los anticuerpos. Al unirse a los antígenos que encuentran, los anticuerpos pueden neutralizarlos o precipitar su destrucción bien por las enzimas del complemento, o bien por las células asesinas. Algunas células T y B se convierten en células con memoria que persisten en la circulación y estimulan al sistema inmunológico para eliminar el mismo antígeno si éste se presenta de nuevo en el futuro. Por último, los macrófagos actúan como elementos de defensa fagocitando restos de células, bacterias, material intracelular alterado y partículas inertes que entran en el organismo. En general, se trata de leucocitos especializados en la inmunidad inespecífica, es decir, hacen frente a cualquier infección pero no reconocen específicamente a ningún agente patógeno. 8. Solución: Los lisosomas son orgánulos rodeados de membrana que contienen en su interior un conjunto de enzimas hidrolíticas capaces de degradar todo tipo de biopolímeros biológicos: proteínas, ácidos nucleicos, glúcidos y lípidos. Estas enzimas se sintetizan en el retículo endoplásmico rugoso y son transportadas, vía aparato de Golgi, hasta los lisosomas. Una de las principales funciones de los lisosomas es la digestión celular. Ésta consiste en descomponer moléculas complejas en moléculas más simples y puede ser de dos tipos: 1. Intracelular: Los sustratos a digerir pueden ser: - externos: heterofagia: es una función de nutrición o también de defensa frente a las infecciones (ej.: los leucocitos fagocitan bacterias), de limpieza (ej.: los macrófagos fagocitan restos), de reabsorción, de destrucción de sustancias, etc. - internos: autofagia: el sustrato es un constituyente celular (porciones de otros orgánulos, vacuolas,...). Además de renovar los orgánulos citoplasmáticos, los lisosomas intervienen en el desarrollo y remodelación de los tejidos durante la diferenciación embrionaria. 2. Extracelular: en ella los lisosomas vierten su contenido al exterior de la célula por exocitosis. www.profes.net es un servicio gratuito de Ediciones SM