CANARIAS / JUNIO 03. LOGSE / BIOLOGÍA / OPCIÓN A / EXAMEN COMPLETO
ACLARACIONES PREVIAS: El alumno debe elegir entre una de las dos opciones, A o B, de que consta la prueba, y debe especificarla claramente al principio del ejercicio. Cada opción consta de 10 preguntas que podrán contener dos o más cuestiones. Cada pregunta tiene una calificación máxima de 1 punto. No se valorarán las respuestas que no correspondan a la opción elegida.
OPCIÓN A 1.- Una macromolécula puede contener tres niveles estructurales, tal como se esquematiza en el recuadro. a) ¿De qué macromolécula se trata? b) ¿En qué nivel de conformación estructural es funcionalmente activa? c) ¿Qué consecuencias tendría para la macromolécula la reacción que la convierte del nivel 3 al 1?
2.- Los ribosomas están presentes tanto en células procariotas como eucariotas. a) ¿Cuál es la función de los ribosomas? b) ¿Y cuál es su composición? c) Nombra un orgánulo que contenga en su interior ribosomas. 3.- Nombra y cita la principal función de: a) dos orgánulos celulares de doble membrana, b) dos de membrana simple. 4.- La organización celular se presenta en la figura adjunta. a) Identifica los componentes celulares enumerados. b) Indica a qué tipo de célula corresponden A y B.
5.- El ciclo celular de una célula somática culmina con la división celular. a) ¿Cómo se denomi na el proceso de división? b) Ordena las imágenes de la siguiente figura y nombra la fase a la que pertenecen.
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c) Describe brevemente lo que sucede en dos de las imágenes de tu elección. 6.- El transporte de ciertas moléculas a través de la membrana celular se esquematiza en el recuadro siguiente. a) ¿Cómo se denomina cada uno de los tres tipos indicados como 1, 2 y 3? b) ¿Mediante qué mecanismo pueden atravesar la membrana celular, en contra de gradiente, las sustancias cargadas eléctricamente tales como el sodio o potasio?
7.- La figura siguiente esquematiza el Dogma Central de la Biología Molecular. a) Completa las casillas con la secuencia de bases de cada una de las macromoléculas. b) Cómo se denominan los pasos señalados por las flechas 1 y 2? c) ¿Cuántos aminoácidos contendrá el péptido?
8.- Declarado por la UNESCO como Patrimonio de la Humanidad, un consorcio internacional formado por científicos de varios países ha descifrado la secuencia completa del Genoma Humano (99,99%) coincidiendo con el 50 aniversario de la publicación de la estructura del ADN por Watson y Crick. Los científicos saben ahora que el hombre tiene cerca de 30.000 genes, apenas un tercio más que organismos mucho menos complejos como la lombriz intestinal. (Modificado de El Mundo Abr´03). a) Define de forma concreta cada una de las palabras subrayadas en el texto. b) ¿Qué relaciona genoma, genes y ADN? 9.- En base a su organización celular, los principales microorganismos pueden ser: acelulares, procariotas o eucariotas. Clasifica los microorganismos siguientes: levadura de cerveza, moho del pan, coronavirus y Lactobacillus acidophilus (bacteria presente en productos lácteos).
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10.- Antes de realizar un viaje a ciertos países, se aconseja que se tome como medida la vacunación para protegerse de ciertas enfermedades, tal como la fiebre amarilla. a.) ¿En qué consiste la vacunación? b.) ¿Qué diferencias básicas podemos encontrar entre la vacunación y la sueroterapia? OPCION B 1.- El cuadro adjunto contiene un azúcar, un lípido y un dipétido. a) Identifica cada molécula numerada. b) Dibuja las moléculas resultantes de la hidrólisis del compuesto Nº2
2.- En una célula se pueden encontrar estos dos tipos de ácidos nucleicos. Copia la tabla adjunta en la hoja de examen y complétala resaltando las dife rencias entre las dos macromoléculas.
3.- En ciertas células eucariotas se ha comprobado que algunas proteínas pasan por un complejo de sistemas de endomembranas y vesículas para finalmente formar parte de la membrana plasmática o ser liberadas al espacio extracelular. a) ¿Qué componentes celulares están implicados en este sistema de endomembranas y vesículas? b) Describe brevemente la vía de secreción que siguen estas proteínas. 4.- A la izquierda se muestra una microfotografía y un esquema de la misma zo na de una célula. a) b) c) d)
¿Qué dos orgánulos puedes distinguir? Identifica las partes enumeradas. ¿Se establece alguna relación entre ambos orgánulos? ¿Tienen envoltura doble o simple?
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5.- En la gráfica se representa la variación de la actividad de tres enzimas salivares en relación con el pH. a) ¿Se comportan las tres enzimas de la misma manera? b) es el pH óptimo para cada una? c) ¿Cuál es la naturaleza de las enzimas?
6.- En el esquema se representan una serie de reacciones químicas (metabolismo) que tienen lugar en una célula eucariota. a) Identifica los orgánulos I y II. b) Haz corresponder los números con los siguientes elementos y vías metabólicas: Ciclo de Calvin, Glucólisis, H2O, O2, CO2, NAD+, ADP, ATP, Fotones, Ciclo de Krebs, síntesis de azúcares, â-oxidación, NADP+.
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7.- La replicación presenta una serie de características. Qué significa que el mecanismo: a) sea semiconservativo. b) Sea bidireccional. c) se produzca de forma fiel. 8.- Explica qué relación hay entre la cromatina y la herencia de caracteres entre padres e hijos. 9.- Los virus son un tipo muy especial de seres vivos. ¿Por qué los virus necesitan invadir una célula viva para multiplicarse? 10.- La respuesta de un organismo ante un 1er o 2º contacto con el mismo antígeno se representa en la gráfica adjunta. Interpreta la gráfica indicando el significado de respuesta primaria y secundaria.
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SOLUCIÓN OPCIÓN A 1. Solución a) La macromolécula esquematizada en el recuadro es una proteína. Las proteínas (del griego proteios, primario) son las macromoléculas más abundantes de las células, están presentes en todas ellas y en todas las partes de las mismas. Son moléculas compuestas por carbono (C), nitrógeno (N), oxígeno (O), hidrógeno (H) y en algunos casos, azufre (S). Están constituidas por sub unidades monoméricas relativamente sencillas, los aminoácidos, cuya conjugación proporciona la clave para que existan miles de proteínas diferentes. Los aminoácidos están unidos entre sí covalentemente mediante enlaces peptídicos, constituyendo largas cadenas de elevado peso molecular que constituyen las proteínas. b) La composición y forma de una proteína viene definida por cuatro estructuras, éstas tienen un carácter jerarquizado, es decir, implican unos niveles o grados de complejidad creciente que dan lugar a los cuatro tipos de estructuras: primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria. La estructura terciara de una proteína informa de la disposición de la estructura secundaria en el espacio y, por tanto, del tipo de conformación tridimensional que posee. La conformación más frecuente que adoptan las proteínas es la globular. Las funciones biológicas que realizan las proteínas dependen de la estructura terciaria que éstas poseen. c) La manera de determinar la importancia que tiene la estructura específica de una proteína para su función biológica es alterar ésta y determinar cuál es el efecto de la alteración en su función. Una alteración extrema es la total anulación de su estructura tridimensional o terciaria pasando del nivel 3 al nivel 1. A este proceso se le denomina desnaturalización y se puede llevar a cabo por calor, cambios extremos de pH y por acción de disolventes orgánicos y detergentes. La desnaturalización de las proteínas va siempre asociada a la pérdida de actividad biológica de las mismas. 2. Solución a) Los ribosomas son orgánulos celulares presentes en el hialoplasma de todas las células. La función de los ribosomas es la misma en todas las células y consiste en intervenir en la síntesis proteica. b) Están constituidos por ARNr y proteínas. Desde el punto de vista estructural, los ribosomas constan de dos subunidades desiguales, una mayor y otra menor que se caracterizan por poseer un coeficiente de sedimentación diferente. En las células eucariotas los ribosomas son 80 S y pueden encontrarse libres, unidos entre sí formando polirribosomas, o adosados a la membrana del retículo endoplásmico. Los ribosomas de las células procariotas son 70 S y no aparecen nunca unidos a membranas.
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Para que tenga lugar la formación de proteínas los ribosomas deben estar constituidos por ambas subunidades aunque el inicio de la traducción sólo requiere de la subunidad menor para unir el ARNm. c) Las mitocondrias y los cloroplastos presentan en su interior ADN doble y circular y ribosomas 70S para sintetizar muchas proteínas . La “teoría endosimbiótica” elaborada por L. Margulis, surge para explicar el origen de la célula eucariota y sugiere que las mitocondrias y los plastos fueron antiguamente organismos procariotas, es decir, pasaron a ser huéspedes permanentes de una célula eucariota ancestral. 3. Solución a) Las mitocondrias y los cloroplastos son orgánulos limitados por una doble membrana. La membrana mitocondrial externa es lisa, mientras que la membrana mitocondrial interna forma unas invaginaciones o repliegues denominadas crestas mitocondriales. Entre ambas membranas existe un espacio intermembranoso. El espacio delimitado por la membrana interna es la matriz mitocondrial y contiene, entre otros componentes, ADN y ribosomas. Al igual que las mitocondrias, entre la doble membrana cloroplastidial existe un espacio intermembranoso, y la membrana interna delimita en el interior del cloroplasto un espacio denominado en este caso estroma. No obstante, la membrana plastidial interna presenta invaginaciones paralelas al eje longitudinal del cloroplasto que constituyen la membrana tilacoidal (laminillas, lamelas o tilacoides). Ésta se organiza formando unas vesículas discoidales y aplanadas que se superponen como pilas de monedas llamadas grana. La función principal que realiza la mitocondria es la respiración celular, el cloroplasto es el orgánulo encargado de llevar a cabo la fotosíntesis en las células eucariotas vegetales. c) El aparato de Golgi es un orgánulo membranoso constituido por conjunto de sáculos discoidales y aplanados, delimitados por una unidad de membrana, ligeramente dilatados en sus extremos de donde parecen desprenderse vesículas. El aparato de Golgi interviene en la glicoxilación (unión de glúcidos) de proteínas y lípidos de membrana procedentes del retículo endoplásmico, que bien van a ser productos de secreción celular o componentes de la membrana, y en la formación de lisosomas. El retículo endoplásmico es un conjunto de sáculos aplanados y de conductos tubulares que se extienden a modo de red por toda la célula. Puede ser dos tipos: - Rugoso (RER): es un conjunto de sáculos aplanados y de conductos tubulares delimitados por una unidad de membrana a los que se adosan externamente gran número de ribosomas.
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- Liso (REL): cons iste en una serie de sacos y conductos tubulares sin ribosomas adosados. Está en continuidad con el retículo endoplásmico rugoso, del cual se forma como si se tratara de evaginaciones. La función principal del retículo endoplásmico rugoso es la síntesis y almacenamiento de proteínas. El REL está relacionado con la síntesis, almacenamiento y transporte de lípidos, sobre todo fosfolípidos y colesterol. Además, posee actividad detoxificadora de sustancias dañinas para la célula provenientes del exterior o del interior celular. 4. Solución a) Los componentes celulares enumerados en el esquema son: 1. Pared celular. 2. Membrana plasmática. 4. Nucleólo. 5. Cromatina. 7. Mitocondria. 8. Vacuola. b) La célula tipo A es una célula eucariota vegetal, presenta pared celular y cloroplastos. La célula tipo B, por consiguiente, es una célula eucariota animal. 5. Solución a) El ciclo celular es una propiedad de las células que están en crecimiento, tanto procariotas como eucariotas, caracterizada por la capacidad de duplicar su ADN genómico y pasar copias idénticas de esta información a las células hijas. Este fenómeno comprende el período de tiempo desde que se forma una célula 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.
b y c) La mitosis se suele dividir en cuatro fases para su estudio, aunque se trata de un proceso continuo. Dichas fases son PROFASE, METAFASE, ANAFASE y TELOFASE. El orden correcto de las imágenes y la fase a la que pertenecen son los siguientes: - Imagen 3: Profase: La transición de la fase G2 del ciclo celular a la fase M no es un proceso bien establecido. Se habla de profase temprana, media y tardía. -
Profase temprana: Los centriolos comienzan a moverse hacia los polos opuestos de la célula. La cromatina aparece visible a modo de grandes hebras largas y el nucléolo se dispersa y se hace menos evidente.
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Profase media: Se completa la condensación de los cromosomas. Cada uno se compone de dos cromátidas unidas por el centrómero. Los centriolos continúan su movimiento hacia los polos de la célula y se observa que el huso acromático comienza a irradiar desde las zonas adyacentes a los centriolos.
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Profase tardía: La envoltura nuclear comienza a dispersarse y desaparecer. El nucléolo ya no es visible. Los centriolos alcanzan los polos de la célula. Algunas fibras del huso se extienden desde el polo hasta el ecuador de la célula. Otras fibras del huso van de los polos a las cromátidas y se unen a los cinetocoros de los cromosomas.
- Imagen 2: Metafase: Los cromosomas se van moviendo hacia el ecuador de la célula y se alinean de modo que los centrómeros se hallan en el plano ecuatorial. - Imagen 4: Anafase: Comienzan a separarse los dos juegos de cromátidas de cada cromosoma. Cada una de ellas tiene un centrómero que está unido por una fibra del huso a un polo. Cada cromosoma empieza a desplazarse hacia el polo al que está unido. Al final cada juego de cromosomas está ya cerca de su polo. Simultáneamente la célula se alarga. Comienza la división del citoplasma y aparece un surco de segmentación. - Imagen 1: Telofase: Aparecen poco a poco las envolturas nucleares alrededor de los núcleos hijos. Los cromosomas empiezan a ser menos visibles, al contrario que el nucléolo, que cada vez es más patente. El huso desaparece al despolimerizarse los microtúbulos y las otras fibrillas implicadas. La citocinesis está prácticamente acabada. 6. Solución: a) Los procesos de transporte de moléculas a través de la membrana plasmática representados en el esquema son los siguientes: 1. Difusión simple. 2. Difusión facilitada. 3. Transporte activo. b) El transporte activo es un mecanismo que permite, mediante moléculas transportadoras, el paso de sustancias a través de las membranas celulares en contra de gradiente electroquímico, por lo que es un proceso que requiere aporte energético que procede de la desfosforilación del ATP. Mediante este tipo de transporte, se consigue que las concentraciones extra e intracelulares de diferentes iones sean distintas. Un ejemplo de proteína transportadora es la ATPasa sodio y potasio que es un enzima que bombea 3 Na+ al exterior de la célula e introduce 2 K+, por molécula de ATP que hidroliza a ADP + Pi. El transporte activo mantiene la diferencia de potencial existente entre la cara interna de la membrana (carga -) y la cara externa (carga +) y por tanto, su localización celular es en la membrana plasmática. 7. Solución a) El esquema completo es el siguiente:
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b) Paso 1: Transcripción. Paso 2: Traducción. c) Cada aminoácido está codificado por un codón, éste está constituido por tres nucleótidos al igual que el anticodón. Por tanto, el péptido está formado por cinco aminoácidos. 8. Solución a) El genoma es el conjunto de cromosomas que constituyen la dotación genética de una célula haploide y es específico de cada especie. El ADN constituye la base molecular de la herencia y su función está relacionada con el almacenamiento y transmisión de la información hereditaria. Un gen es un segmento de ADN con la información necesaria para la síntesis de una cadena polipeptídica. b) El Proyecto Genoma Humano tiene como objetivo analizar la secuencia de nuestro ADN, distribuido entre los 23 pares de cromosomas, que se supone formado por unos 100.000 genes. Durante el desarrollo del Proyecto se han conseguido detectar los genes causantes de muchas enfermedades. Si por ejemplo, se localiza en los cromosomas el gen causante de una determinada enfermedad, es posible mediante ingeniería genética sustituir el gen no funcional por otro funcional. Actualmente el Proyecto Genoma Humano ha sido culminado. Las investigaciones médicas actuales tratan de encontrar cura a muchas enfermedades gracias a la terapia génica. 9. Solución - Levadura de cerveza: es un microorganismo unicelular eucariota perteneciente al reino Hongos. - Moho de pan: es también un microorganismo eucariota perteneciente al reino Hongos.
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- Coronavirus : es un microorganismo acelular. Se trata de un agente parásito obligado puesto que precisan de la maquinaria de la célula huésped para replicarse. - Lactobacillus acidophilus: es un microorganismo unicelular procariota que también se utiliza para la fabricación de productos lácteos por realizar la fermentación láctica. 10 Solución a) Una vacuna es el antígeno procedente de uno o varios organismos patógenos, cuya administración estimula la formación de anticuerpos. La vacunación consiste en inyectar al paciente microbios de la enfermedad, muertos a atenuados, que ponen en marcha el mecanismo inmunológico, formándose anticuerpos específicos. Éstos, al permanecer en la sangre, confieren inmunidad artificial activa al individuo. La vacunación siempre se efectúa como prevención de la enfermedad, como profiláctico. b) El suero es el plasma sanguíneo del que se han eliminado los elementos celulares, pero que contiene moléculas, como los anticuerpos y proteínas propias del animal. Cuando la inmunidad se alcanza mediante la sueroterapia hablamos de inmunidad artificial pasiva. Clásicamente ha consistido en tratar al paciente aquejado de una enfermedad con suero sanguíneo de un animal al que se le inocularon previamente los microorganismos de la enfermedad (vacunado), por lo que se introducen en el paciente anticuerpos ya formados contra la enfermedad. Normalmente se utilizaba suero de caballo, pero en la actualidad, gracias a las técnicas de ingeniería genética, pueden fabricarse sueros a partir de microorganismos en cuyo genoma se ha incorporado la información genética necesaria para sintetizar, en ausencia del patógeno, los anticuerpos específicos contra él. La sueroterapia se utiliza con fines curativos en individuos ya enfermos y está especialmente indicada cuando, tras un contacto con el agente patógeno, el organismo no dispone de tiempo suficiente para producir sus propios anticuerpos. Esto ocurre, por ejemplo, en el caso del tétanos o frente a otros venenos. A diferencia de la vacunación que es preventiva, la sueroterapia es curativa. La primera otorga inmunidad artificial activa y la segunda pasiva.
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