ARAGON / JUNIO 04. LOGSE / BIOLOGÍA / OPCION A / EXAMEN COMPLETO

EXAMEN COMPLETO Tiempo: 1 hora y 30 minutos. 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.

OPCIÓN A Cuestión 1.- Tema de desarrollo corto (3 puntos). Características de los distintos RNAs y su función biológica. Cuestión 2.- (2 puntos) a) Si usted observa una foto de microscopio electrónica, cite tres estructuras u orgánulos que le permitieran diferenciar si se trata de una célula procariota o una eucariota. b) En cuanto a la organización del material genético, cite tres diferencias entre ambos tipos de células. c) ¿Cómo se reproducen las bacterias? Cuestión 3.- (2 puntos): Explique que son: a) Las cápsidas de los virus. b) Los nucleosomas. c) Los microtúbulos. d) Las aldosas y cetosas. e) Los ácidos grasos. Cuestión 4.- (2 puntos) Indique en qué orgánulos y en qué estructuras tienen lugar los siguientes procesos metabólicos y haga una breve descripción global de los procesos c y d. a) Glucólisis. b) Ciclo de Krebs. c) Cadena de transporte electrónico fotosintético. d) Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa. www.profes.net es un servicio gratuito de Ediciones SM

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e) Fijación del C02

Cuestión 5.- (1 punto) Observe el esquema en que se representa la respuesta de un glóbulo rojo humano a los cambios de osmolaridad (también llamada concentración osmótica) del medio extracelular. El dibujo correspondiente al número dos es la situación normal en el torrente sanguíneo.

a) Explique que ha ocurrido en las situaciones 1, 3 y 4, y que concentraciones osmóticas, relativas al interior celular, se presumen en el exterior. b) Explique cuál es el papel de la membrana plasmática en este proceso. OPCIÓN B Cuestión 1.- Tema de desarrollo corto (3 puntos). Fases de la mitosis Cuestión 2.- (2 puntos). Referente a la célula eucariota: Explique la función de las siguientes estructuras: retículo endoplasmático liso y rugoso, aparato de Golgi, lisosomas. ¿Cómo interactuan? Cuestión 3.- (1 punto). Razone las respuestas. Suponga una cadena de DNA cuya secuencia es: 3´...TCTGGACCTT..5´ a) Escriba la cadena complementaria tras la replicación. b) Escriba la cadena resultante tras la transcripción. c) Explique brevemente la finalidad de la transcripción en las células. Cuestión 4.- Conteste de forma precisa y breve (2 puntos): www.profes.net es un servicio gratuito de Ediciones SM

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¿Para qué utiliza una célula eucariota estas moléculas? Glucosa; oxígeno; clorofila; sales minerales; histonas; fosfolípidos; uracilo; oligoelementos; aminoácidos; desoxiribosa. Cuestión 5.- (2 puntos). Lea atentamente este fragmento de un articulo de prensa y conteste a las cuestiones planteadas, razonando las respuestas. Manuel Patarroyo, padre de las vacunas sintéticas, dona las patentes a la Organización Mundial de la Salud “La malaria o paludismo es una enfermedad muy grave, que afecta a poblaciones del tercer mundo. La gran aportación de Patarroyo fue la forma de crear una nueva vacuna. Todas las vacunas anteriores se llevaban a cabo en seres vivos a los que se inoculaban microorganismos muertos o muy debilitados. Este método de obtener vacunas es muy costoso, de forma que resultaba prohibitivo para los países del tercer mundo. La vacuna diseñada por Patarroyo es totalmente sintética. Se trata de un combinado de proteínas idénticas a las que presenta el organismo que causa la malaria. Los avances en el conocimiento de la respuesta inmune y las técnicas de biología molecular han permitido identificar las proteínas antigénicas de los agentes infecciosos y expresarlas mediante ingeniería genética. De esta manera, se han desarrollado nuevas vacunas que no están formadas por el agente infeccioso completo, pero que imitan la estructura química externa del microorganismo, y que permiten, entre otras cosas, omitir moléculas que puedan estar relacionadas con la toxicidad. La estrategia es: a) identificación de la proteína o proteínas capaces de inducir respuesta inmune protectora semejante a la que produciría el agente infeccioso completo. b) seleccionar los genes implicados en codificar estas proteínas, y tras clonarlos, expresar la proteína correspondiente, produciéndola en grandes cantidades. También puede utilizarse síntesis química de pequeños péptidos que corresponden con zonas antigénicas de las proteínas”. a) ¿Qué quiere decir “proteínas antigénicas”? b) ¿Qué ocurre al producirse una “respuesta inmune protectora”? c) El estudio de la secuencia primaria de una de las proteínas antigénicas reveló que constaba de 70 aminoácidos. ¿cuántos nucleótidos se espera que tenga la región codificante de su gen? (sin considerar la posibilidad de intrones) d) ¿Qué tipo de enlace tendrá que llevarse a cabo para la síntesis de los péptidos sintéticos? Ponga un ejemplo.

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OPCIÓN A

Cuestión 1. Solución: El ARN es un polímero constituido por la unión de ribonucleótidos de adenina, guanina, citosina y uracilo mediante enlaces fosfodiéster en dirección 5´ → 3´. Existen varios tipos de ARN, con la misma composición química, pero diferente estructura y función. Los principales tipos son: El ARN está compuesto por tres moléculas diferentes: 1) Una pentosa, la β -D-ribofuranosa (ribosa). 2) Una base nitrogenada correspondiente a los dos tipos principales que existen: - Bases púricas: adenina A) y guanina (G). - Bases pirimidínicas: citosina (C) y uracilo (U). 3) Una molécula de ácido fosfórico. Existen tres tipos de ARN diferentes: - El ARN mensajero (ARNm) que sólo posee estructura primaria. - El ARN transferente (ARNt) posee estructura primaria y estructura secundaria específica denominada “hoja de trébol”. Esta última estructura se forma gracias a la presencia de regiones complementarias que permiten el establecimiento de horquillas intracatenarias (regiones de doble hélice). - ARN ribosómico (ARNr) posee estructura terciaria que se produce al unirse diferentes moléculas de ARNr a proteínas ribosomales, originando las subunidades 30 S y 50 S de los ribosomas procariontes, y las 40 S y 60.

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TIPOS DE ARN ARN mensajero (ARNm)

ARN transferente (ARNt)

ARN ribosómico (ARNr)

FUNCION CELULAR Su función es copiar la información genética contenida en el ADN (transcripción) y transportarla hasta el citoplasma, donde tendrá lugar la síntesis proteica en los ribosomas. El ARNt es el encargado de transportar los aminoácidos hasta los ribosomas, para situarlos sobre el ARNm y formar la cadena polipeptídica de acuerdo con el mensaje genético codificado en el ARN. La función del ARNr es constituir, junto con las proteínas ribosomales, los ribosomas y, por lo tanto, participar en la síntesis proteica.

LOCALIZACIÓN El ARNm se sintetiza en el núcleo y transmite la información en el citoplasma.

Los distintos tipos de ARNt se sintetizan en el núcleo y realizan su función en el citoplasma.

Los diferentes tipos de ARNr se sintetizan en el núcleo y realizan su función en el citoplasma.

Cuestión 2. Solución: a) Si examinamos una foto obtenida mediante microscopía electrónica es posible diferenciar entre dos tipos de células: procariotas y eucariotas, siendo la principal diferencia entre ambos tipos que en el primero, las células carecen de envoltura nuclear. A pesar de las diferencias que existen entre ambos tipos de organización celular poseen semejanzas importantes y por ello, se cree que ambos tipos descienden de la misma célula primitiva. En la siguiente tabla quedan representados los diferentes orgánulos y estructuras celulares de tipo membranoso de los dos tipos de organización celular:

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ENVUELTAS CÉLULA - Cápsula PROCAR - Pared celular. - Membrana plasmática IOTA que forma por invaginación los mesosomas. CÉLULA - Glucocáliz en EUCARI animales. - Pared celular en OTA vegetales y hongos - Membrana plasmática.

CITOPLASMA - Ribosomas - Inclusiones citoplasmáticas. - Flagelos. - Fimbrias o pili. - Ribosomas. - Retículo endoplásmico. - Aparato de Golgi. - Vacuolas. - Lisosomas. - Peroxisomas. - Mitocondrias. - Plastos. - Citoesqueleto. - Centrosoma. - Cilios y flagelos.

NÚCLEO Carecen de núcleo verdadero, presentando un nucleoide que una molécula circular de ADN bicatenario libre en el citoplasma... - Cromatina. - Nucleólo.

b) Las principales diferencias en la organización del material genético en células escaritas y procariotas son las siguientes: 1. El material genético de las procariotas no está rodeado de membrana. 2. El ADN no se asocia a proteínas histónicas en las células eucariotas. 3. El ADN de las procuritas es circular y el de las eucariotas es lineal. c) La reproducción bacteriana se realiza mediante bipartición. Este mecanismo de reproducción asexual sólo ofrece a la bacteria la posibilidad de aumentar su variabilidad genética por mutación. No obstante, las bacterias presentan unos mecanismos, denominados mecanismos parasexuales, mediante los cuales intercambian información genética de modo que una bacteria pasa información a otra de la misma generación. Una vez introducido, el fragmento de ADN es generalmente estabilizado al ser incorporado en el cromosoma bacteriano. Existen tres mecanismos parasexuales de intercambio genético: transformación, conjugación y transducción. - Transformación: La bacteria donadora no transfiere directamente el fragmento cromosómico a la bacteria receptora, sino que lo libera en el medio; este fragmento puede penetrar después en la bacteria receptora. La integración del fragmento de ADN exógeno en el cromosoma de la bacteria receptora se produce por un mecanismo análogo al de recombinación en células eucariotas, produciéndose, por último, la expresión del nuevo fenotipo en la célula receptora. www.profes.net es un servicio gratuito de Ediciones SM

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- Conjugación: proceso mediante el cual la bacteria donadora transmite un fragmento de DNA a la bacteria receptora a través de los “fimbria” o “pili”. La característica que confiere a las bacterias la capacidad de ser donadoras es la presencia en su estructura celular del denominado factor F, que es una pequeña molécula de ADN circular. Existen dos tipos de bacterias donadoras cuya diferencia estriba en la ubicación del factor F en la célula, si se encuentra libre en el citoplasma, se denominan bacterias F+, y si está integrado en el cromosoma, se denominan Hfr. La integración del factor F en el cromosoma bacteriano tiene lugar mediante un mecanismo de entrecruzamiento entre zonas homólogas del fragmento y del cromosoma. Una bacteria Hfr puede convertirse en bacteria F+ por liberación del factor F al citoplasma. Por otro lado, la célula receptora, al carecer de dicho factor, se denomina F-.

- Transducción: en este tipo de mecanismo es un virus (bacteriófago) el que actúa como vehículo de la molécula a transferir. Determinados virus, al infectar a una bacteria, no la destruyen, sino que su ácido nucleico se integra en el cromosoma bacteriano. A veces, cuando el fago se libera, no lo hace por el mismo punto por donde se había integrado y se lleva parte del material genético de la bacteria. Cuando este fago infecte a una nueva bacteria le transferirá dicho fragmento.

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3. Solución: a) Las cápsidas de los virus protege al ácido nucleico y están constituidas por la unión de proteínas globulares denominadas capsómeros. La unión de éstos da lugar a la formación de tres tipos principales de cápsidas: - Icosaédrica: Es una forma poliédrica de 12 vértices, 20 caras triangulares y 30 aristas. - Heliocoidal: Los capsómeros adoptan una disposición helicoidal, formando una estructura tubular en cuyo interior se aloja el ácido nucleico. - Compleja: La presentan los bacteriófagos, es decir, los virus que infectan a las bacterias. La cápsida está constituida por tres partes, la cabeza, el cuello y la cola. La primera es helicoidal y aloja al ácido nucleico, mientras que el cuello y la cola es una estructura de fijación a la bacteria y de inyección del ácido nucleico en el interior de ésta. b) La cromatina es la sustancia fundamental del núcleo de células eucariotas en interfase. Si se somete a tratamientos de descondensación, cada fibra cromatínica aislada presenta un aspecto de “collar de perlas” y que se refiere a la disposición que adopta el ADN al asociarse a proteínas histonas. A cada “cuenta” del collar, con forma esférica, discoidal o ligeramente cilíndrica, Dudet y colaboradores le dieron el nombre de nucleosoma. Éstos tienen un diámetro de 10 nm y constan de un núcleo y de un filamento de ADN que lo rodea; cada núcleo está formado por un octámero de proteínas histonas (dos moléculas de H2A, dos moléculas de H2B, dos moléculas de H3 y otras dos de H4). c) En el citosol de una célula eucariota aparecen estructuras filamentosas de naturaleza proteica que constituyen el citoesqueleto. Es una estructura con función dinámica que se reorganiza de un modo constante. Las estructuras o componentes filamentosos que constituyen el citoesqueleto son de tres tipos: microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios. Todos están interconectados y sus funciones son coordinadas. d) 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).

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e) Los ácidos grasos son los lípidos más sencillos, poseen una cadena alifática o hidrocarbonada larga, con un grupo carboxilo (-COOH) en uno de sus extremos. Dependiendo de que existan o no enlaces covalentes en la cadena alifática los ácidos grasos se clasifican en saturados (con enlaces C-C simples) e insaturados (con enlaces dobles o triples que provocan una inclinación en la cadena). Suelen tener un número par de átomos de carbono comprendido entre 14 y 22. Dos ácidos grasos a destacar son el ácido oleico y el ácido palmítico. 4. Solución: a) La glucólisis o ruta de Embden-Meyerhof-Parnas es una ruta catabólica y oxidativa que convierte una molécula de glucosa (6 átomos de carbono) en dos de ácido pirúvico (3 átomos de carbono). Tiene lugar en el hialoplasma celular de las células eucariotas y en el citoplasma de las células procariotas. b) El ciclo de Krebs está constituido por una serie de reacciones que se desarrollan a expensas de una serie de ácidos orgánicos que forman el denominado ciclo. El ciclo de Krebs se desarrolla en la matriz mitocondrial donde se encuentran todas las enzimas necesarias para su funcionamiento. c) La cadena de transporte de electrones fotosintética está ubicada en la membrana tilacoidal de los cloroplastos y tiene como función el transporte de los electrones arrancados de la molécula de agua durante la fotólisis hasta el coenzima oxidado NADP+. Entre las moléculas que la componen se encuentran las quinonas, de naturaleza lipídica, y los citocromos. Según la “hipótesis quimiosmótica” de Mitchell, la energía liberada en le transporte de electrones se utiliza para bombear protones, en contra de un gradiente, desde el estroma la espacio intratilacoidal. Estos protones regresan al estroma a favor de gradiente a través del complejo enzimático denominado ATP-asa, que utilizará la energía liberada en el transporte para fosforilar el ADP y transformarlo en ATP. La síntesis de ATP por este mecanismo recibe el nombre de fotofosforilación. d) En la respiración, la mayoría de la energía procedente de la oxidación de compuestos orgánicos (glucosa, ácidos grasos) se encuentra en los electrones que fueron aceptados por las coenzimas. NAD+ y FAD. La cadena de transporte electrónico mitocondrial consta de una serie de enzimas oxidorreductasas, localizadas en la membrana mitocondrial interna que conforma las crestas mitocondriales, que recogen los electrones de los coenzimas reducidos (NADH y FADH2) de los fases anteriores y los van pasando de una a otra hasta un aceptor final de electrones, el oxígeno molecular, que al reducirse, origina agua. Según la “hipótesis quimiosmótica”, durante el transporte electrónico se produce un bombeo de protones desde la matriz mitocondrial al espacio intermembranal. La disipación posterior de este gradiente quimiosmótico creado a través de la ATP-sintetasa proporcionará la energía suficiente para la producción de ATP a partir de ADP y Pi.

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e) La fijación del CO2 tiene lugar en la fase oscura de la fotosíntesis, ésta está constituida por un conjunto de reacciones que en su conjunto se denominan Ciclo de Calvin que tienen lugar en el estroma, en las que se aprovecha la energía y el poder reductor de la fase lumínica para reducir y asimilar el CO2, para obtener moléculas orgánicas en un proceso de fijación de carbono. 5. Solución: a) La ósmosis es un fenómeno físico que tiene lugar al poner en contacto dos disoluciones de distinta concentración, separadas por una membrana semipermeable (que no deja pasar al soluto), pasando el disolvente de la disolución menos concentrada a la más concentrada, hasta que se igualan las concentraciones a ambos lados de la membrana, produciéndose el equilibrio. En la situación 1 del dibujo observamos un glóbulo rojo arrugado que indica que la concentración osmótica exterior es hipertónica respecto al interior celular, y por tanto, sale agua de la célula por ósmosis, y entonces disminuye el volumen celular. En la situación 2 observamos un glóbulo rojo con morfología normal lo que implica un medio isotónico, ambas concentraciones osmóticas son iguales. En la situación 3 el glóbulo rojo aparece hinchado, y por tanto, la concentración osmótica exterior es hipotónica, se produce entrada de agua al interior de la célula, lo que ocasiona aumento de volumen celular y disminución de la presión osmótica en el interior celular. En el caso 4 se ha producido en el glóbulo rojo el estallido celular. La concentración celular es demasiado hipotónica y la entrada de agua al interior celular es masiva. b) Las membranas plasmáticas se comportan como membranas semipermeables, que separan medios de distintas concentraciones, por lo que en ellas tienen lugar fenómenos de ósmosis que tienden a mantener la célula en equilibrio con su medio.

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