UNIVERSIDADES PÚBLICAS DE LA COMUNIDAD DE MADRID PRUEBA DE ACCESO A LAS ENSEÑANZAS UNIVERSITARIAS DE GRADO Curso Septiembre F.M 2009-2010 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.- Este dibujo representa el esquema de una célula eucariótica. a) Indique si se trata de una célula animal o vegetal. Razone la respuesta (0,5 puntos). b) Escriba el nombre de las estructuras numeradas (1 punto). c) Respecto a las estructuras señaladas con la letra “A” (ampliadas para una mejor visualización), escriba su nombre e indique su composición química y las funciones que realizan (0,5 puntos). a) Se trata de una célula animal. Carece de pared celular, cubierta externa que actúa como un exoesqueleto dotando de rigidez y soporte a las células vegetales y que se desarrolla sobre la membrana plasmática. Presenta centrosomas, estructuras sin membranas que solo aparecen en células animales y que son los encargado de formar los microtúbulos del uso acromático. Carece de cloroplastos, estructuras exclusivas de los vegetales, donde se realiza la fotosíntesis. b) 1.- Nucléolo 2.- Membrana citoplasmática 3.- Reticulo endoplásmico liso 4.- Citoesqueleto 5.- Aparato de Golgi 6.- Centrosoma(dos centriolos) 7.- Mitocondrias 8.- Reticulo endoplásmico rugoso c) Son los ribosomas, son partículas sin membrana, observables solamente con el microscopio electrónico, como granulaciones densas más o menos esféricas o elípticas. Son ribonucleoproteínas, formadas en partes iguales por ARNr y proteínas. Se pueden encontrar libres en el citoplasma, aislados o unidos formando los polisomas. También adherido al retículo endoplásmico, o libre en la matriz de la mitocondria y cloroplastos. Las dos unidades del ribosoma se forman en el nucléolo. Los ribosomas intervienen en la síntesis de proteínas uniendo los aminoácidos en un orden predeterminado. Las proteínas sintetizadas por los ribosomas que se encuentran libres en el citoplasma permanecen en el citosol. Las que son sintetizadas en por los ribosomas adheridos a la membrana del retículo Autora: Olga Carretié Arangüena Lcda. en C.C. Biológicas (UAM)
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endoplasmico, pasan a la luz del retículo para incorporarse a otros orgánulos intracelulares o ser secretadas al exterior celular.
2.- Como parte importante de las defensas del organismo se encuentra la respuesta inmunitaria. a) Defínala (1 punto). b) Cite las células que intervienen en ella y la función de cada una de ellas (1 punto). a) La respuesta inmune es el conjunto de procesos que desencadenan cuando una sustancia extraña, un antígeno, penetra en el organismo y este no lo reconoce como propio. La respuesta tiene lugar mediante la fabricación de anticuerpos (respuesta inmune humoral) o mediante la formación de células (respuesta inmune celular); pero en ambos casos, el fin es el mismo, neutralizar al agente invasor y volver al organismo invulnerable ante él (inmune). La respuesta inmune es específica, es decir, que la resistencia es efectiva para un determinado antígeno. La respuesta sólo se produce si existe contacto con el agente invasor, tras esa primera respuesta, el organismo “recuerda”, y en contactos sucesivos con el agente invasor la respuesta es mucho más intensa y rápida, erradicando el daño. Esta respuesta inmune primaria es imprescindible y necesaria para que exista memoria inmune, y consta de tres fases: - Fase de latencia : Donde el antígeno es identificado y prolifera la producción de linfocitos - Fase logarítmica: Donde la proliferación de inmunoglobulinas (IgM) aumenta hasta un máximo. - Fase de declinación: Disminuye el nº de anticuerpos a niveles muy bajos o desaparecer, se ha eliminado la infección. La respuesta inmune secundaria se produce cuando el antígeno entra en contacto por segunda vez con el organismo, ésta respuesta es diferente a la primaria. - Fase de latencia: Muy corta ya que la memoria inmune facilita la identificación del antígeno y la proliferación de linfocitos. - Producción de anticuerpos: es más rápida e intensa, y se producen IgG, pudiendo perdurar en la sangre creando un estado inmune permanente. b)
– Anticuerpos: son moléculas producidas por los linfocitos B como respuesta a la presencia de antígenos y destinadas a unirse a él específicamente. Son proteínas de conformación globular que les confiere unas propiedades que dan nombre a las inmunoglobulinas. Formadas por cuatro cadenas de aminoácidos en forma de Y. Los extremos de la Y son los parátopos, lugar donde se une al antígeno. • IgG o gammaglobulinas, son las que se producen en un segundo contacto con el antígeno. Son las únicas moléculas defensivas de los embriones. • IgA, protegen al organismo tanto de patógenos inhalados como ingeridos, se encuentran en sangre y secreciones corporales( saliva, lagrimas, mucus intestinales, etc…)
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IgM, son las que caracterizan el grupo sanguíneo, son eficaces contra bacterias y virus, además activan la fagocitosis. • IgD aparecen en la superficie de los linfocitos • Ig E se encuentran en los tejidos y son los causantes de los fenómenos alérgicos. Antígenos: toda sustancia ajena al organismo, capaz de desencadenar una respuesta inmune. Suelen ser de naturaleza proteínica, pero también pueden ser polisacáridos y líidos complejos. Según su origen, pueden ser: • Heteroántigenos: son los que pertenecen a organismos de otra especie distinta de la humana. Se trata de moléculas situadas en las cápsidas o en las envueltas víricas, en las paredes bacterianas, en la superficie de las células o de moléculas segregadas por ellas como las toxinas. • Isoantígenos: Proceden de otro individuo de la misma especie, como los antígenos de superficie de los glóbulos rojos que constituyen el sistema ABO • Autoantígenos: Son los menos habituales y se trata de macromoléculas del propio organismo a las que el sistema inmunitario reconoce como extrañas y considera, por tanto, como antígenos.
3.- En relación al material hereditario y su expresión: a) Explique qué es la cromatina e indique su localización. Cite sus tipos y diga en qué se diferencian (0,5 puntos). b) ¿Qué es el nucleosoma? ¿Cuál es su estructura? (0,5 puntos). c) Copie la tabla en su hoja de examen y complétela. Tenga en cuenta los siguientes datos: anticodón para Tyr es AUA, el codón para Cys es UGU y el codón para Pro es CCU (1 punto).
a) La cromatina: se encuentra en el núcleo de las células eucariotas, el ADN está asociado a las proteínas formando una estructura empaquetada y compacta que representa el genoma de las células eucariotas. Hay dos tipos: - Eucromatina: Es el más abundante en la interfase y se corresponde con la cromatina menos compactada, ocupando la mayor parte de los llamados espacios intercromáticos. - Heterocromatína: Es la cromatina de mayor grado de compactación y aparece en la interfase como agrupaciones condensadas teñidas: los cromocentros. b) El nucleosoma es una formación nuclear en la que el ADN se enrolla alrededor de proteínas de tipo histona. Es el primer nivel de enrollamiento de ADN. Para transcribir el ADN que lo forma hay que deshacer el nucleosoma. Son zonas engrosadas unidas por una doble cadena de ADN, dándole aspecto de un rosario. Son la estructura fundamental por la que el ADN se empaqueta de forma que quepa en el núcleo. Además, los nucleosomas son muy importantes en los procesos de Autora: Olga Carretié Arangüena Lcda. en C.C. Biológicas (UAM)
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expresión génica. Así, muchos trozos de cadena de ADN libres de nucleosomas lo son debidoss a la unión de proteínas que regulan la transcripción. c) T A U
A T A
T A U
G C G
C G C
T A U
C G C
C G C
T A U
T A U
G C G
T A U
ADN doble cadena
A
U
A
C
G
A
G
G
A
A
C
A
Anticodon apropiado en el ARNt
Tyr
Ala
Pro
Cys
ARNm transcrito
Aminoácidos incorporados en la proteina
4.- Con relación al ciclo celular de un organismo 2n=6, cuyas células presentan divisiones anastrales: a) Haga un esquema de la anafase mitótica (0,5 puntos). b) Con respecto a la información genética que contienen, explique en qué se diferencian un cromosoma metafásico mitótico y un cromosoma metafásico de meiosis I (0,5 puntos). c) Explique el significado biológico de los procesos de mitosis y de meiosis en los organismos (1 punto). a) 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 la metafase mitótica los cromosomas se condensan al máximo, los microtúbulos cinetocóricos empujan a los cromosomas hacia la placa ecuatorial o metafásica. Cada cromátida se orienta hacia un extremo gracias a la disposición perpendicular de los centrómeros. En la metafaseI meiótica, similar a la anterior, pero con la diferencia de que en la placa ecuatorial se disponen las tétradas unidas por los quiasmas. Los centrómeros de cada par de homólogos se disponen en los lados opuestos de la placa, pero los cinetocoros de las cromátidas que pertenecen al mismo cromosoma están fusionados y se orientan hacia el mismo extremo. 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. Autora: Olga Carretié Arangüena Lcda. en C.C. Biológicas (UAM)
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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.
5.- Sobre la respiración celular: a) Indique, razonando la respuesta, si es un proceso anabólico o catabólico (0,5 puntos). b) Enumere sus etapas, describa brevemente cada una de ellas e indique su localización en la célula y a nivel de orgánulo (0,75 puntos). c) Explique las diferencias entre fosforilación a nivel de sustrato y fosforilación oxidativa. ¿En qué etapa o etapas de la respiración celular se produce la fosforilación a nivel de sustrato? (0,75 puntos). Se trata de un proceso catabólico ya que se produce una degradación oxidativa de la glucosa produciéndose energía, por cada molécula degradada de glucosa se obtienen 36 moléculas de ATP b) -Glucolísis: se produce en el citoplasma, donde una molécula de glucosa se transforma en dos de ac. pirúvico, etapa previa a la respiración celular. -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 acetil-CoA, 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. -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 dos protones para formar agua que sale de la mitocondria y de la célula. c) La fosforilación a nivel sustrato es la síntesis de ATP acoplada a una reacción exergónica sin intervención de la enzima ATP- sintetasa (membrana de cloroplastos y mitocondrias). Es uno de los principales participes en los mecanismos de regulación de la actividad de proteínas. La fosforilación oxidativa es un proceso metabólico que utiliza la energía liberada por la oxidación de nutrientes para producir ATP. Se le llama así para distinguirla de la anterior ruta que producen ATP con menor rendimiento. En la respiración celular, la fosforilación a nivel sustrato se produce en la degradación de la glucosa a pirúvico(glucolísis) y en el Ciclo de Krebs, en la oxidación del pirúvico. a)
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OPCIÓN B 1.- Relativo a los procesos de división celular a) Copie y complete el siguiente cuadro en su hoja de examen (1 punto). 1) Los cromosomas se hacen visibles durante la…………. 2) Los nucléolos están presentes durante la……….. 3) Un bivalente está constituido por….. 4) En los vegetales, la nueva pared celular de las células hijas se forma a partir de…. b) La figura adjunta representa una célula en un determinado momento de su ciclo. Indique la fase y el tipo de división celular y describa los principales acontecimientos que tienen lugar durante la misma (1 pto) a) metafase 1) Los cromosomas se hacen visibles durante la…………. telofase 2) Los nucléolos están presentes durante la……….. Cuatro 3) Un bivalente está constituido por….. cromosomas fragmoplastos 4) En los vegetales, la nueva pared celular de las células hijas se forma a partir de…. b) Se trata de la Meiosis I,en Profase I, durante la Diacinesis. Durante la diacinesis, los cromosomas se condensan al máximo y sus dos cromátidas ya son visibles. Cada par de cromátidas hermanas está unido por el centrómero, mientras que cada par de cromosomas permanece unidos por los quiasmas que se producen entre cromátidas no hermanas. Va desapareciendo el nucleólo y la membrana nuclear, se ferma el huso acromático y empiezan a formarse las fibras cinetocóricas.
2.- Con relación a los conceptos básicos de la genética, defina: a) Gen (0,5 puntos). b) Alelo dominante (0,5 puntos). c) Alelo recesivo (0,5 puntos). d) Alelos codominantes (0,5 puntos). a) Gen: es la unidad de información hereditaria que controla un carácter determinado, fragmento de ADN que lleva información para que unos determinados aminoácidos se unan en un orden y formen una proteína concreta. b) Alelo dominante: de las diferentes formas alternativas que puede presentar un gen, el alelo dominante(A) determinará el fenotipo de la siguiente generación ya sean individuos homocigóticos(AA) o heterocigóticos o híbridos(Aa). c) Alelo recesivo: de las diferentes formas alternativas que puede presentar un gen, el alelo recesivo(a) sólo determinará el fenotipo de individuos homocigóticos.(aa) ya que nunca se expresa frente a alelos dominantes. d) Alelos codominantes: Ocurre cuando los híbridos presentan fenotipos de los dos progenitores determinados por los alelos alternativos del mismo gen, a la vez. 3.- Referente a los polisacáridos: a) Escriba la composición, enlace característico, función y localización celular de la celulosa (1 punto). b) Escriba la composición, enlaces característicos, función y localización fundamental del glucógeno (1 punto). a) Se trata de un homopolisacárido, es decir son polisacárido formado por un solo tipo de monosacárido, que en este caso es la glucosa. Es exclusivo de los vegetales. Sus funciones, son el resultado de los enlaces que unen los monosacáridos. 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.
Autora: Olga Carretié Arangüena Lcda. en C.C. Biológicas (UAM)
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G
1β
G
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1β
Celulosa (Polímero de β-glucosa) G(1β → 4) G
n ≅15000
Forma parte de la pared celular, confiriéndole forma y rigidez. La celulosa es el alimento imprescindible de muchos seres vivos.
b) El glucógeno es un polisacárido formado por moléculas de D-glucosa unidas por enlaces (1α→4) y (1α→6), pero mucho más ramificado. Los puntos de ramificación están presentes cada ocho o 12 residuos de glucosa. Es una molécula esférica y compacta. El hecho de que el glucógeno sea una molécula muy ramificada, es importante porque incrementan la velocidad de síntesis y de degradación del glucógeno. Se acumula mayoritariamente en el hígado y músculo esquelético de animales ya que casi es exclusivo de ellos, y su función es de almacenaje energético . Algunos hongos presentan este polisacárido. 4.- Se tiene una disolución de una enzima que es activa en los seres humanos. a) Defina el concepto de enzima e indique la composición química fundamental de las enzimas (0,75 puntos). b) ¿Qué pasaría si se calentara la disolución a 90 ºC? Razone la respuesta (0,5 puntos). c) Defina y ponga un ejemplo de cofactor y de coenzima (0,75 puntos).
a) Las reaccones químicas se realizan en los seres vivos a gran velocidad, en condiciones muy moderadas de temperatura, pH, presión, etc., gracias a la existencia de catalizadores denominados enzimas. Las enzimas se caracterizan por su notable eficiencia y especificidad. La mayoría de las enzimas son proteínas, también existe ARN con actividad catalítica (ribozimas). Algunas son proteínas simples y otras proteínas conjugadas con otra molécula no proteica de pequeño tamaño, la coenzima o cofactor( se distinguen según su naturaleza) Las enzimas son catalizadores específicos: cada enzima cataliza un solo tipo de reacción, y casi siempre actúa sobre un único sustrato o sobre un grupo muy reducido de ellos. En una reacción catalizada por una enzima: La sustancia sobre la que actúa la enzima se llama sustrato. El sustrato se une a una región concreta de la enzima, llamada centro activo. El centro activo comprende un sitio de unión formado por los aminoácidos que están en contacto directo con el sustrato y un sitio catalítico, formado por los aminoácidos directamente implicados en el mecanismo de la reacción Una vez formados los productos la enzima puede comenzar un nuevo ciclo de reacción. b) Con la subida de la temperatura por encima de los 50ºC, se produce la desnaturalización de las proteínas, parte fundamental de los enzimas. La estructura secundaria, terciaria y cuaternaria se pierde, conservándose sólo la primaria(cadena de aa), perdiendo así su capacidad enzimática. La enzima precipita ya que los enlaces hidrofóbicos actúan agrupándose entre si ya que desaparece el arrollamiento donde éstos quedaban encerrados en el interior de la molécula. c) Cofactor: Cuando se trata de iones o moléculas inorgánicas, uniéndose a la proteína del enzima(metaloproteinas), entrando a formar parte del sitio activo, otros establecen un enlace entre la enzima y el sustrato. Autora: Olga Carretié Arangüena Lcda. en C.C. Biológicas (UAM)
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Coenzima: Cuando es una molécula orgánica. Intervienen en las reacciones enzimáticas como transportadores de electrónes Muchas coenzimas actúan como vitaminas, la falta de muchas vitaminas tienen como consecuencia la falta de síntesis de muchas enzimas en la que la vitamina es la coenzima.(riboflavina o vit. B) 5.- Un gran número de enfermedades infecciosas son producidas por bacterias, similares en muchos casos a la que se muestra en el esquema adjunto.
a) Identifique los números del esquema con cada uno de los siguientes elementos: flagelo, ribosomas, nucleoide, pared, cápsula, membrana plasmática. Indique la función de las estructuras señaladas con el número 1 (1 punto). b) En función de su capacidad para teñirse, ¿cómo se clasifican las bacterias? ¿A qué se debe esta desigual capacidad? ¿Qué nombre reciben determinadas formas acelulares parásitas de las bacterias? (1 punto). a) 1.- Ribosoma 2.- Cápsula 3.- Flagelo 4.- Pared celular 5.- Membrana celular 6.- Material genético(nucleoide) b) La pared celular de las bacterias pone en evidencia sus características. Gracias a la tinción Gram, podemos distinguir las bacterias Gram positivas y las Gram negativas.: - Gram+: (tras la tinción y el lavado con alcohol presentan la pared color violeta porque retienen el tinte) tienen una capa gruesa de mureina(peptidoglucano) - Gram-: (tras la tinción el color es rosado ya que no retienen el tinte) tienen una capa de mureina más fina, sobre la que se situa la membrana externa que es una bicapa de lipopolisacáridos y proteínas asociadas con función enzimática. Se trata de bacteriófagos, virus que intervienen en el proceso de reproducción denominado transducción, donde un virus determinado al infectar una bacteria, en el momento en que se produce la lisis bacteriana , el virus arrastra parte de los genes de la bacteria, que añadirá al material de la nueva bacteria a infectar y así se favorece el intercambio genético.
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