ARAGON (ZARAGOZA) / JUNIO 01. LOGSE / BIOLOGIA / 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.

OPCION A Cuestión 1.- Tema de desarrollo corto (3 puntos): La cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa: descripción global de los procesos, y su localización celular.

Cuestión 2.- Explique brevemente: a) ¿En qué se diferencian las aldosas y las cetosas? (0.5 puntos). b) ¿Qué repercusión tiene la presencia de un carbono asimétrico? (0.5 puntos). c) Cite el papel que le parezca más relevante de los desempeñados por los siguientes glúcidos: glucosa, ribosa, celulosa, almidón, glucógeno (1 punto).

Cuestión 3.- ¿En qué fase del ciclo celular ocurre la duplicación o replicación del DNA (ADN)? (0.5 puntos). ¿Qué quiere decir que la replicación es semiconservativa? (0.5 puntos). ¿Puede una célula entrar en mitosis sin haber pasado por la replicación? ¿Por qué? (0.5 puntos). ¿Cuál es la razón por la que las células hijas resultantes de una mitosis sean 100 % idénticas? (0.5 puntos).

Cuestión 4.- Describa brevemente el modelo de membrana de mosaico fluido (o de Singer-Nicolson) ¿Qué se quiere decir cuando se habla de "fluidez" de la membrana?.(1 punto).

Cuestión 5.- Lea atentamente este texto: (2 puntos) Las mitocondrias han mantenido muchos signos misteriosos de su anterior condición de organismos libres. Aunque se encuentran en el exterior del núcleo de la célula, poseen su propio aparato genético, incluyendo su propio DNA, RNA mensajero, RNA de transferencia. Como el DNA bacteriano, el suyo no está compactado en forma de cromosomas y no está recubierto por ninguna capa de histonas. Las mitocondrias contienen ribosomas que son muy semejantes a los ribosomas de las bacterias, y que son sensibles a los mismos tipos de antibióticos. Estos y otros indicios sugieren la explicación de que las mitocondrias fueron en un tiempo pasado bacterias que acabaron como simbiotas en el interior de células bacterianas mayores. (De "Microcosmos", por L.Margulis y D.Sagan) www.profes.net es un servicio gratuito de Ediciones SM

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a) ¿Qué son las histonas a las que hace alusión el texto? Explíquelo brevemente. b) ¿Qué proceso habrá ocurrido en la matriz mitocondrial para que pueda encontrarse RNA mensajero?. c) ¿Qué función presume que llevarán a cabo los ribosomas citados?. d) Si el DNA mitocondrial y el resto de la maquinaria genética es como la de los procariotas, razone si es o no probable que aparezcan intrones, explicando previamente qué es un intrón.

OPCION B

Cuestión 1.- Tema de desarrollo corto (3 puntos). El código genético: explique qué es y cuáles son sus reglas o características.

Cuestión 2. (2 puntos) a) ¿Cuál es la razón inmunológica del rechazo que se produce en los transplantes? ¿Puede haber rechazo entre hermanos? ¿Por qué?. b) ¿Cuáles son las funciones de los linfocitos B? ¿ y la de los linfocitos T?

Cuestión 3. (2 puntos) a) ¿Qué papel juegan nucleótidos del tipo NAD + /NADH en el metabolismo celular?. b) Cite un proceso en cada caso, donde una célula: 1) obtenga ATP, 2) obtenga NADH, 3) consuma ATP, y 4) consuma NADH.

Cuestión 4. (1 punto) Explique brevemente qué es: a) un microtúbulo, b) un ácido graso insaturado, c) la clorofila, d) un plásmido.

Cuestión 5. La estructura representada en el esquema es la fórmula general de un aminoácido. En el caso de la glicina, R es -H, en el caso de la alanina, R es -CH 3 y en el caso de la serina, R es -CH 2 OH.

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a) Escriba la fórmula del tripéptido glicina-alanina-serina (1 punto). b) ¿Qué tipo de enlace se ha establecido entre ellos? (0.5 puntos). c) ¿En qué orgánulo ocurre fundamentalmente este enlace en una célula? (0.5 puntos).

1. Solución: La respiración celular tiene lugar en las mitocondrias de las células eucariotas y en el citoplasma y mesosomas de las células procariotas aerobias. Consta de tres etapas sucesivas: oxidación del ácido pirúvico, ciclo de Krebs y la cadena respiratoria. Esta ultima etapa está asociada al mecanismo de fosforilación oxidativa. La mayoría de la energía procedente de la oxidación de compuestos orgánicos (glucosa, ácidos grasos) es utilizada para la síntesis de ATP. Sin embargo, parte de la energía obtenida en la oxidación se encuentra en los electrones que fueron aceptados por las coenzimas NAD+ y FAD+. Estos electrones, procedentes de la glucólisis, la oxidación del ácido pirúvico y del ciclo de Krebs, se encuentran en un nivel energético alto. La cadena de transporte electrónico consta de una serie de enzimas oxidorreductasas o moléculas transportadoras de electrones que pueden existir en dos estados de oxidación próximos, pasando de uno a otro según acepten electrones o los desprendan. Cada par redox sólo puede recibir electrones de otro par que tenga un potencial de reducción más negativo, y sólo puede cederlos a otro par que lo tenga más negativo. El par de potencial más negativo en la cadena respiratoria es el NAD+, en el otro extremo se encuentra el par del agua. Por tanto, la función de la cadena respiratoria es recoger los electrones cedidos por los coenzimas reducidos (NADH y FADH2 ) y pasarlos de una a otra hasta un aceptor final de electrones, el oxígeno molecular, que al reducirse, origina agua. Las moléculas transportadoras que constituyen la cadena respiratoria están localizadas en la membrana mitocondrial interna que conforma las crestas mitocondriales La fosforilación oxidativa está asociada a la cadena de transporte y consiste en la producción de ATP en la mitocondria gracias a la energía liberada durante el proceso de transporte electrónico. Las medidas cuantitativas demuestran que por cada dos electrones que pasan desde el NADH al oxígeno se forman tres moléculas de ATP, mientras que, en el caso del FADH2 sólo se forman dos. Según la “hipótesis quimiosmótica”, la única que ha sido comprobada experimentalmente y la que se acepta en la actualidad, los componentes de la cadena de transporte electrones se encuentran formando tres complejos que actúan como bombas de protones. Gracias a la energía liberada durante el transporte electrónico, los complejos bombean protones desde la matriz mitocondrial al espacio intermembrana estableciéndose un gradiente electroquímico entre estos dos espacios. La disipación posterior de este gradiente qimiosmótico creado a través del complejo ATP-sintetasa integrado en la membrana interna mitocondrial proporciona la energía suficiente para la producción de ATP a partir de ADP y Pi.

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2. Solución: a) Las aldosas son monosacáridos en los que el grupo carbonilo es un aldheído (-CH=O) que se encuentra en un extremo de la cadena. Las cetosas son monosacáridos en los que el grupo carbonilo es una cetona (-C=O).

b) Un carbono asimétrico es aquel carbono que está unido a cuatro radicales o sustituyentes distintos. Las moléculas que presentan carbonos asimétricos presentan estereosisomería, los sustituyentes pueden unirse mediante dos configuraciones diferentes (formas enantiomorfas. Asimismo, las moléculas que poseen uno o más carbonos asimétricos presentan isomería óptica. Este tipo de isomería se manifieste cuando las moléculas están en disolución y pueden hacer girar cierto ángulo el plano en que vibra una haz de luz polarizada cuando éste atraviesa la solución. Si el plano gira hacia la derecha, la molécula es dextrógira (+) y si lo hace hacia la izquierda, levógira (-). Estas 2 moléculas son iguales, en cuanto a sus propiedades físicas y químicas, exceptuando el modo en que desvían el haz de luz polarizada; por ello se denominan isómeros ópticos.

c) La glucosa es la principal fuente energética del metabolismo celular. La ribosa es un constituyente esencial de los nucléotidos del ARN. La celulosa es el polisacárido estructural que constituye la pared celular de los vegetales. El almidón es el polisacárido de reserva principal de las células vegetales. El glucógeno es el polisacárido de reserva principal de los animales.

3. Solución: 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.

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La interfase comprende a su vez tres períodos: G1 , S y G2 y dura aproximadamente el 90 % del total del ciclo celular.

Los estudios realizados con timidina tritiada permitieron, mediante autorradiografía, determinar el momento exacto de replicación del ADN, que ocurre en la fase S, precedido y seguido por dos espacios (“gaps” o de pausa) o períodos de interfase G1 y G2 , en los cuales no hay síntesis de DNA. La replicación semiconservativa del ADN fue propuesta por Watson y Crick y demostrada experimentalmente por Meselson y Stahl en 1957. La replicación del ADN tiene lugar durante el período de síntesis del ciclo celular o fase S de la interfase, y es semiconservativo 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.

La fase S de la interfase del ciclo celular es previa a la mitosis. Ésta es un proceso de división celular mediante el cual, a partir de una célula madre, aparecen dos células hijas con idéntica dotación cromosómica que su progenitora. Lógicamente, antes de repartir el material hereditario entre las dos células hijas, la célula madre ha de duplicar su ADN. La mitosis, se caracteriza porque interviene un sólo organismo que produce copias idénticas de sí mismo. Sin embargo, en la meiosis intervienen dos individuos que combinan su información genética para formar un nuevo individuo que tendrá una mezcla de los caracteres de los progenitores.

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4. Solución: En la actualidad el modelo de estructura de la membrana plasmática más aceptado es el “modelo del mosaico fluido” propuesto por Singer y Nicolson en 1972. Según este modelo las membranas poseen lípidos, proteínas y oligosacáridos que se disponen formando una configuración de baja energía libre.

- Los lípidos se encuentran formando una bicapa lipídica que aporta la estructura básica a la membrana y actúa de barrera relativamente impermeable al flujo de la mayoría de las moléculas hidrosolubles. Las moléculas están orientadas de forma que los grupos polares se dirigen hacia la fase acuosa, es decir, los de la capa exterior de la membrana hacia el medio extracelular y los de la capa interior hacia el citoplasma. Además de sus propiedades de autoensamblaje y auto-sellado, las bicapas lipídicas tienen otra característica que las convierte en una estructura ideal para las membranas celulares, esta característica es su fluidez, que permite que las moléculas lipídicas puedan desplazarse libremente por la membrana, en movimientos laterales o de rotación sobre sí mismos. El colesterol el encargado de regular la fluidez de la bicapa, ya que éste interfiere con las cadenas hidrocarbonadas de los ácidos grasos y les confiere rigidez, a la vez que impide que las cadenas se junten y agreguen. - La ubicación de las proteínas en la bicapa lipídica es función de su carácter anfipático. Según su posición en la membrana hay dos tipos de proteínas, las integrales transmembrana o intrínsecas, que están intercaladas o embebidas en la bicapa lipídica, y las proteínas periféricas o extrínsecas, que generalmente se encuentran asociadas a la superficie citoplasmática de la membrana. Las proteínas median las diversas funciones de la membrana. - Los oligosacáridos forman el llamado glicocálix en la superficie externa de la membrana. La gran mayoría están unidos covalentemente a los lípidos o a las proteínas formando glucolípidos y glucoproteínas respectivamente. Se dice que la membrana es un mosaico fluido, porque según este modelo las membranas biológicas son estructuras casi fluidas, dinámicas, en las que tanto los lípidos como las proteínas pueden realizar constantes movimientos de traslación lateral, de la bicapa lípidica, aunque los movimientos lípidos de una capa a otra o en “flip-flop” son raros. Además, las membranas son estructuras asimétricas, puesto que la composición lipídica y proteica de sus dos caras es diferente de modo que refleja las diferentes funciones realizadas por las dos superficies.

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5. Solución: a) Las histonas son unas proteínas de carácter básico que asocian al ADN de las células eucariotas para constituir la cromatina.

b) El ARNm observado en la matriz mitocondrial es el producto de la transcripción del ADN. La transcripción es la primera fase de la síntesis proteica y consiste en la síntesis de un ARNm, tomando como molde una de las dos cadenas del ADN. c) La traducción es la segunda fase de la síntesis proteica y tiene lugar en los ribosomas. Durante la misma tiene lugar la traducción de 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 la secuencia determinada por el ADN del núcleo y transportada al citoplasma por el ARNm. d) Los intrones son secuencias de bases más o menos largas que se transcriben pero no se traducen, es decir, no codifican una secuencia de aminoácidos. Los exones son las secuencias que se transcriben y se traducen. En las células eucariotas, el producto resultante de la transcripción se denomina ARN heterogéneo nuclear. Este ARN sufre un proceso postranscripcional denominado de maduración, durante el cual se realiza un mecanismo denominado splicing por el que la molécula de ARNhn sufre una serie de cortes y empalmes eliminándose determinadas secuencias. Estas secuencias que son eliminadas del ARN transcrito son los intrones y no contienen información genética para la síntesis proteica. Los intrones no existen en procariontes y no se sabe qué función cumplen en los eucariontes. Por tanto, es bastante improbable que las mitocondrias los posean.

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