Examen Resuelto Acceso Universidad UCM Biología 2023

OPCIÓN A

1.- En referencia a los glúcidos:

a) El principal glúcido de reserva energética en la célula animal es el glucógeno. Los dos principales lugares de almacenamiento en el cuerpo humano son el hígado y los músculos esqueléticos. Razonamiento y Descripción: El glucógeno es un polisacárido homólogo, es decir, está formado por la repetición de un único tipo de monómero, la α-D-glucosa. Las moléculas de glucosa se unen entre sí mediante enlaces glucosídicos α(1→4) para formar cadenas lineales. Estas cadenas presentan ramificaciones que se originan mediante enlaces glucosídicos α(1→6) cada 8-12 unidades de glucosa aproximadamente. Esta estructura altamente ramificada permite una rápida movilización de la glucosa cuando la célula requiere energía, ya que las enzimas pueden actuar sobre múltiples extremos no reductores simultáneamente. El glucógeno hepático se utiliza principalmente para mantener los niveles de glucosa en sangre, mientras que el glucógeno muscular sirve como reserva energética directa para la contracción muscular.

b) El principal glúcido de reserva energética en la célula vegetal es el almidón. Dos lugares importantes de almacenamiento en la planta son los tubérculos (como la patata) y las semillas (como las de los cereales o leguminosas). También se almacena en raíces, frutos y en los plastos de las células fotosintéticas (cloroplastos) como almidón transitorio. Razonamiento y Descripción: El almidón es también un polisacárido homólogo compuesto por unidades de α-D-glucosa. Está formado por dos tipos de polímeros: la amilosa y la amilopectina. La amilosa es una molécula principalmente lineal con enlaces glucosídicos α(1→4), que adopta una estructura helicoidal. La amilopectina es una molécula ramificada, similar al glucógeno pero con menos ramificaciones (cada 24-30 unidades de glucosa), que presenta cadenas lineales unidas por enlaces α(1→4) y puntos de ramificación con enlaces α(1→6). El almidón se almacena en forma de gránulos dentro de orgánulos específicos llamados amiloplastos (en órganos de reserva) o en los cloroplastos (como producto temporal de la fotosíntesis). Sirve como fuente de energía para la planta durante periodos de dormancia, germinación o baja actividad fotosintética.

2.- Respecto a los procesos energéticos celulares:

a) Una diferencia fundamental entre ósmosis y difusión es que la difusión es el movimiento neto de partículas (átomos, iones, moléculas) desde una región de mayor concentración a una de menor concentración, tendiendo a igualar las concentraciones en todo el medio, y no requiere necesariamente una membrana. En cambio, la ósmosis es un tipo específico de difusión que se refiere exclusivamente al movimiento neto de moléculas de agua a través de una membrana semipermeable (que permite el paso del agua pero restringe el paso de ciertos solutos), desde una zona con mayor potencial hídrico (menor concentración de solutos) hacia una zona con menor potencial hídrico (mayor concentración de solutos). Razonamiento: Ambos son procesos de transporte pasivo (no requieren energía metabólica directa), pero la ósmosis se distingue por involucrar específicamente el movimiento del solvente (agua) y requerir una membrana selectivamente permeable para ocurrir.

b) Las diferencias entre la fermentación alcohólica y la láctica son: * Organismos que los realizan: * Fermentación alcohólica: Principalmente realizada por levaduras (como Saccharomyces cerevisiae) y algunas bacterias. * Fermentación láctica: Realizada por muchas bacterias (del género Lactobacillus, Streptococcus, entre otras) y también por las células musculares animales en condiciones de anaerobiosis. * Procesos industriales en los que se emplean: * Fermentación alcohólica: Se utiliza en la fabricación de bebidas alcohólicas (vino, cerveza, sidra) donde el producto de interés es el etanol, y en la panificación, donde se aprovecha la producción de $CO_2$ para que la masa suba. * Fermentación láctica: Se emplea en la producción de derivados lácteos (yogur, queso, kéfir) y en la conservación de vegetales (chucrut, encurtidos), donde el ácido láctico producido actúa como conservante y modifica la textura y sabor de los alimentos. Razonamiento: Ambos son procesos catabólicos anaeróbicos que parten del piruvato obtenido en la glucólisis para regenerar el $NAD^+$ necesario para que la glucólisis continúe. Sin embargo, difieren en los productos finales (etanol y $CO_2$ en la alcohólica; ácido láctico en la láctica) y, por tanto, en los organismos que las realizan y sus aplicaciones industriales.

c) La localización mitocondrial de las reacciones del ciclo de Krebs es la matriz mitocondrial. La localización de la cadena transportadora de electrones respiratoria es la membrana mitocondrial interna. Razonamiento: Las enzimas necesarias para las reacciones del ciclo de Krebs se encuentran disueltas en la matriz mitocondrial, excepto la succinato deshidrogenasa que está en la membrana interna. Los componentes de la cadena transportadora de electrones son complejos proteicos embebidos en la membrana mitocondrial interna, cuya disposición es crucial para el transporte de electrones y el bombeo de protones al espacio intermembrana, necesario para la fosforilación oxidativa.

3.- Con relación a las aportaciones de Mendel al estudio de la herencia:

a) Para determinar el genotipo de los cuatro parentales, analizamos los cruces: * Alelos: A (sin cuernos, dominante), a (con cuernos, recessive). * Fenotipos: Sin cuernos (AA o Aa), Con cuernos (aa). * Macho: Sin cuernos. Su genotipo podría ser AA o Aa. * Hembra 1: Con cuernos. Su genotipo es aa. Cruzamiento: Macho (?) x Hembra 1 (aa) → Cría (con cuernos, aa). Para que la cría sea aa, debe recibir un alelo 'a' de cada progenitor. Como la Hembra 1 sólo puede aportar 'a', el Macho debe haber aportado el otro 'a'. Por lo tanto, el genotipo del Macho es Aa. * Hembra 2: Con cuernos. Su genotipo es aa. Cruzamiento: Macho (Aa) x Hembra 2 (aa) → Cría (sin cuernos, A?). La cría sin cuernos debe tener al menos un alelo 'A', que necesariamente proviene del Macho (Aa). La Hembra 2 aporta 'a', por lo que la cría es Aa. Este cruce es consistente con el Macho siendo Aa y la Hembra 2 siendo aa. * Hembra 3: Sin cuernos. Su genotipo podría ser AA o Aa. Cruzamiento: Macho (Aa) x Hembra 3 (?) → Cría (con cuernos, aa). Para que la cría sea aa, debe recibir un alelo 'a' de cada progenitor. Ya sabemos que el Macho (Aa) puede aportar 'a'. Por lo tanto, la Hembra 3 también debe ser capaz de aportar un alelo 'a'. Dado que su fenotipo es sin cuernos (dominante), su genotipo debe ser heterocigoto. El genotipo de la Hembra 3 es Aa. * Resumen de genotipos: * Macho: Aa * Hembra 1: aa * Hembra 2: aa * Hembra 3: Aa Razonamiento: Se aplica la primera ley de Mendel. El fenotipo recesivo (con cuernos) siempre corresponde al genotipo homocigoto recesivo (aa). Un descendiente con genotipo aa debe haber heredado un alelo 'a' de cada progenitor. Analizando la descendencia de cada cruce, podemos deducir los alelos presentes en los parentales y, por tanto, sus genotipos.

b) Para distinguir un individuo homocigótico dominante (AA) de uno heterocigótico (Aa), ambos con el mismo fenotipo dominante, se puede diseñar un cruzamiento prueba (también llamado retrocruzamiento). Razonamiento: Este cruzamiento consiste en aparear al individuo de fenotipo dominante y genotipo desconocido (AA o Aa) con un individuo que presente el fenotipo recesivo, cuyo genotipo sabemos que es homocigoto recesivo (aa). * Caso 1: Si el individuo desconocido es homocigótico dominante (AA), el cruce será $AA \\times aa$. Toda la descendencia ($F_1$) tendrá el genotipo Aa y, por lo tanto, expresará el fenotipo dominante. $100\\%$ de la descendencia mostrará el fenotipo dominante. * Caso 2: Si el individuo desconocido es heterocigótico (Aa), el cruce será $Aa \\times aa$. La descendencia ($F_1$) tendrá genotipos Aa y aa en proporción 1:1 ($1/2 Aa, 1/2 aa$). Por lo tanto, aproximadamente la mitad de la descendencia expresará el fenotipo dominante y la otra mitad expresará el fenotipo recesivo. La aparición de descendientes con el fenotipo recesivo en la $F_1$ indica inequívocamente que el parental con fenotipo dominante era heterocigoto (Aa). Si tras obtener un número suficiente de descendientes todos presentan el fenotipo dominante, se puede inferir con alta probabilidad que el parental era homocigoto dominante (AA). Denominación: Este tipo de cruzamiento se denomina cruzamiento prueba o retrocruzamiento.

4.- En relación con la respuesta inmune:

a) Los linfocitos T, los linfocitos B y los neutrófilos se originan a partir de células madre hematopoyéticas en la médula ósea. Sin embargo, mientras que los linfocitos B y los neutrófilos completan su maduración en la médula ósea, los precursores de los linfocitos T migran al timo, donde maduran y se seleccionan. Por lo tanto: * Linfocitos T: Se producen (originan) en la médula ósea y maduran en el timo. * Linfocitos B: Se producen y maduran en la médula ósea. * Neutrófilos: Se producen y maduran en la médula ósea. El tipo de linfocito encargado de destruir células infectadas por virus es el linfocito T citotóxico (también llamado $CD8^+$). Razonamiento: La hematopoyesis genera todos los tipos de células sanguíneas en la médula ósea. La diferenciación final y maduración de los linfocitos T ocurre en un órgano linfoide primario diferente (timo) al de los linfocitos B (médula ósea en mamíferos). Los neutrófilos son fagocitos de la inmunidad innata. Los linfocitos T citotóxicos reconocen antígenos virales presentados por moléculas MHC de clase I en la superficie de las células infectadas y las eliminan mediante la inducción de apoptosis.

b) En relación con el complejo mayor de histocompatibilidad (MHC): 1) Función: La función principal de las moléculas del MHC es presentar fragmentos de péptidos antigénicos (derivados de patógenos o de proteínas propias) en la superficie celular para que sean reconocidos por los linfocitos T. Esta presentación es esencial para iniciar y regular la respuesta inmune adaptativa, permitiendo distinguir lo propio de lo no propio o de lo propio alterado (células infectadas o tumorales). 2) Tipos de MHC: Existen dos tipos principales de moléculas MHC: MHC de clase I y MHC de clase II. (En humanos también se conocen como HLA de clase I y HLA de clase II). 3) Distribución: * Las moléculas de MHC de clase I están presentes en la superficie de casi todas las células nucleadas del organismo. * Las moléculas de MHC de clase II tienen una distribución más restringida, encontrándose principalmente en las células presentadoras de antígenos (APCs) profesionales, como los macrófagos, las células dendríticas y los linfocitos B. Razonamiento: La amplia distribución del MHC I permite que los linfocitos T citotóxicos ($CD8^+$) vigilen prácticamente todas las células del cuerpo en busca de infecciones intracelulares (como virus) o transformaciones malignas, ya que estas moléculas presentan péptidos derivados de proteínas sintetizadas dentro de la propia célula (antígenos endógenos). La distribución restringida del MHC II a las APCs se relaciona con su función de presentar péptidos derivados de antígenos extracelulares que han sido fagocitados o endocitados (antígenos exógenos) a los linfocitos T colaboradores ($CD4^+$), los cuales orquestan la respuesta inmune adaptativa. Los macrófagos, como APCs, expresan tanto MHC I como MHC II.

5.- En relación a las estructuras de las células procariotas y eucariotas:

a) Distribución de las estructuras: * a) Membrana celular de fosfolípidos: Ambos tipos (es una estructura universal que delimita el citoplasma). * b) ADN con histonas: Eucariotas (el ADN eucariota se compacta formando nucleosomas con histonas; el ADN procariota es generalmente circular y "desnudo", aunque puede asociarse a proteínas similares a histonas). * c) Nucléolo: Eucariotas (región dentro del núcleo donde se sintetiza el ARN ribosómico y se ensamblan las subunidades ribosomales). * d) Ribosomas citosólicos 70S: Procariotas (los ribosomas procariotas son 70S; los ribosomas citosólicos eucariotas son 80S, aunque los de mitocondrias y cloroplastos son 70S). * e) Doble hélice de ADN: Ambos tipos (la estructura fundamental del material genético es una doble hélice en ambos dominios). * f) Plásmido: Principalmente Procariotas (pequeñas moléculas de ADN circular extracromosómico comunes en bacterias; menos frecuentes en eucariotas). * g) Huso mitótico: Eucariotas (estructura de microtúbulos necesaria para la segregación cromosómica durante la mitosis y meiosis). * h) Fimbrias: Procariotas (apéndices proteicos cortos y numerosos implicados en la adhesión a superficies o a otras células). Razonamiento: La clasificación se basa en las características definitorias de la organización celular procariota (sin núcleo definido ni orgánulos membranosos complejos, ADN circular en nucleoide, ribosomas 70S) y eucariota (núcleo verdadero, orgánulos membranosos, ADN lineal asociado a histonas en cromosomas, ribosomas 80S citosólicos).

b) Los 3 principales componentes de la pared celular primaria de las células vegetales son: 1. Celulosa: Polisacárido estructural formado por unidades de β-glucosa unidas por enlaces β(1→4), que se organiza en microfibrillas proporcionando rigidez. 2. Hemicelulosa: Grupo heterogéneo de polisacáridos ramificados que se entrelazan con las microfibrillas de celulosa. 3. Pectinas: Polisacáridos ácidos y muy hidratados que forman una matriz gelatinosa en la que se embeben la celulosa y la hemicelulosa, aportando plasticidad. Razonamiento: Estos componentes forman una red compleja que confiere soporte estructural a la célula vegetal, protege contra el estrés osmótico y mecánico, y participa en interacciones célula-célula. En paredes secundarias, puede añadirse lignina.

c) El principal componente de la pared celular bacteriana es el peptidoglucano (o mureína). Un componente que diferencia la pared celular de las bacterias gram positivas y gram negativas es la membrana externa. Las bacterias gram negativas poseen una membrana externa lipídica por fuera de la delgada capa de peptidoglucano, la cual contiene lipopolisacáridos (LPS). Las bacterias gram positivas carecen de esta membrana externa, pero tienen una capa de peptidoglucano mucho más gruesa y contienen ácidos teicoicos y lipoteicoicos embebidos en ella. Razonamiento: La estructura de la pared celular es fundamental para la clasificación bacteriana mediante la tinción de Gram. La presencia o ausencia de la membrana externa y el grosor de la capa de peptidoglucano determinan si la bacteria retiene o no el complejo de cristal violeta-lugol durante la tinción, resultando en gram positivas (púrpura) o gram negativas (rosa/rojo).