Examen Resuelto PCE UNED Biología Junio 2023

PRIMERA PARTE

1. ¿Cuál de las siguientes regiones NO se encuentra en una célula vegetal?:

c. Centriolos

Razonamiento: Las células vegetales, a diferencia de las animales, no poseen centriolos. Los centriolos son orgánulos involucrados en la organización del huso mitótico durante la división celular, una función que en las células vegetales es asumida por otras estructuras.

2. ¿Qué polisacárido tiene función de reserva energética en animales?:

a. Glucógeno

Razonamiento: El glucógeno es la principal forma de almacenamiento de glucosa en animales. Se almacena principalmente en el hígado y los músculos, y se moviliza cuando el organismo requiere energía. El almidón es la reserva en vegetales y la celulosa tiene función estructural, sobre todo en vegetales.

3. Si una célula tiene 24 cromosomas, después de dividirse por mitosis, ¿cuántos cromosomas tendrá cada célula hija?:

a. 24

Razonamiento: La mitosis es un proceso de división celular que produce dos células hijas genéticamente idénticas a la célula madre. Por lo tanto, si la célula original tiene 24 cromosomas, cada célula hija también tendrá 24 cromosomas.

4. ¿Qué nivel de estructura proteica está más directamente relacionado con la especificidad de una enzima?:

a. Terciaria

Razonamiento: La estructura terciaria de una proteína es la conformación tridimensional completa y única de la cadena polipeptídica. Esta estructura es crucial para la función enzimática, ya que determina la forma y las propiedades químicas del sitio activo, que es la región de la enzima que interactúa con el sustrato.

5. ¿Cuántos autosomas posee normalmente un individuo de la especie humana?:

a. 22

Razonamiento: Los seres humanos tienen 23 pares de cromosomas, de los cuales 22 son autosomas (cromosomas no sexuales) y un par son cromosomas sexuales (XX en mujeres y XY en hombres).

6. Las reacciones de fermentación:

c. Ocurren en condiciones anaeróbicas en el citoplasma celular

Razonamiento: La fermentación es un proceso metabólico que ocurre en ausencia de oxígeno (condiciones anaeróbicas). Se lleva a cabo en el citoplasma de la célula y permite la obtención de energía a partir de la glucosa, aunque de forma menos eficiente que la respiración celular aeróbica.

7. La primera línea de defensa contra patógenos incluye la:

a. Presencia de ácido en el estómago

Razonamiento: El ácido clorhídrico presente en el estómago crea un ambiente altamente ácido que destruye muchos patógenos ingeridos con los alimentos o el agua, actuando como una barrera química de defensa.

8. La síntesis de proteínas tiene lugar en:

c. Los ribosomas

Razonamiento: Los ribosomas son los orgánulos celulares responsables de la síntesis de proteínas. El ARN mensajero (ARNm) se une a los ribosomas y se traduce en una secuencia de aminoácidos que forma la proteína.

9. La energía de activación es:

a. La energía mínima necesaria para iniciar una reacción biológica

Razonamiento: La energía de activación es la cantidad mínima de energía que se necesita para que las moléculas reaccionantes alcancen un estado de transición y se inicie una reacción química o biológica.

10. ¿Qué son los virus?: a. Agentes acelulares que parasitan células y se reproducen en el interior de estas

Razonamiento: Los virus son agentes infecciosos acelulares (no son células) que necesitan infectar una célula huésped para replicarse. Utilizan la maquinaria celular para producir nuevas partículas virales.

11. La fotofosforilación cíclica da como resultado la producción de: a. ATP

Razonamiento: En la fotofosforilación cíclica, los electrones excitados por la luz en el fotosistema I siguen un camino cíclico, generando un gradiente de protones que se utiliza para sintetizar ATP. No se produce NADPH ni azúcares en este proceso.

12. El albinismo o falta de pigmentación en humanos está determinada por la presencia en homocigosis del alelo recesivo a. Una pareja de progenitores no albinos tiene un hijo albino. Determinar la probabilidad de que su segundo descendiente sea albino:

b. 1/4

Razonamiento: Si ambos progenitores son no albinos pero tienen un hijo albino, ambos deben ser heterocigotos (Aa). La probabilidad de que un hijo herede el alelo recesivo (a) de ambos padres (y por lo tanto sea homocigoto recesivo, aa) es de 1/4.

$$\begin{array}{c|c|c} & A & a \\ \hline A & AA & Aa \\ \hline a & Aa & aa \end{array}$$

13. Una mutación puntual que produce una inserción de un nucleótido en un intrón:

a. No tiene efecto en la proteína codificada

Razonamiento: Los intrones son secuencias no codificantes dentro de un gen que se eliminan del ARNm antes de la traducción. Por lo tanto, una mutación en un intrón generalmente no afecta la secuencia de aminoácidos de la proteína.

14. La región marcada con una X representa:

a. La ADN polimerasa

Razonamiento La ADN polimerasa es la enzima que se encarga de replicar el ADN, y en la imagen se puede apreciar cómo a partir de una cadena de ADN, se está generando una nueva cadena complementaria. Por lo tanto, la X representa el lugar por donde va pasando la polimerasa.

15. El siguiente dibujo muestra la estructura de una membrana plasmática.

a. Fosfolípido

Razonamiento: Los fosfolípidos son los principales componentes de las membranas celulares. Tienen una cabeza polar hidrofílica y dos colas apolares hidrofóbicas, lo que les permite formar una bicapa lipídica en un entorno acuoso.

SEGUNDA PARTE

1. Indique de forma breve la estructura y funciones de estas regiones de una célula eucariota (0,5 puntos por apartado):

a. Ribosomas: * Estructura: Complejos macromoleculares formados por ARN ribosómico (ARNr) y proteínas. Se componen de dos subunidades (una mayor y una menor). * Función: Síntesis de proteínas a partir de la información genética contenida en el ARN mensajero (ARNm).

b. Retículo endoplasmático: * Estructura: Red de membranas internas que se extiende por todo el citoplasma. Puede ser rugoso (con ribosomas adheridos) o liso (sin ribosomas). * Función: * RE Rugoso: Síntesis y modificación de proteínas destinadas a la membrana plasmática, a orgánulos o a la secreción. * RE Liso: Síntesis de lípidos (fosfolípidos, colesterol), detoxificación de sustancias nocivas y almacenamiento de calcio.

c. Cloroplasto: * Estructura: Orgánulo presente en células vegetales y de algas. Posee una doble membrana externa y un sistema de membranas internas (tilacoides) que contienen clorofila. * Función: Realización de la fotosíntesis, proceso que convierte la energía luminosa en energía química (glucosa).

d. Centriolos: * Estructura: Estructuras cilíndricas formadas por microtúbulos, presentes en células animales y de algunos organismos unicelulares. Generalmente se encuentran en pares. * Función: Organización del huso mitótico durante la división celular y formación de cilios y flagelos.

e. Pared celular: * Estructura: Capa rígida y resistente que rodea la membrana plasmática de células vegetales, de hongos, bacterias y arqueas. Su composición varía según el organismo (celulosa en plantas, quitina en hongos, peptidoglicano en bacterias). * Función: Proporciona soporte estructural, protección y forma a la célula. Regula el intercambio de sustancias y previene la lisis celular en ambientes hipotónicos.

2. Conteste a las siguientes preguntas:

a. ¿Qué se entiende por código genético? (0,5 puntos).

El código genético es el conjunto de reglas que define cómo se traduce la secuencia de nucleótidos del ARN mensajero (ARNm) en la secuencia de aminoácidos de una proteína. Es un código de tripletes, donde cada tres nucleótidos (codón) codifican para un aminoácido específico.

b. Describa dos características del código genético (0,5 puntos).

1. Universalidad: El código genético es prácticamente universal, lo que significa que es el mismo en casi todos los organismos conocidos, desde bacterias hasta humanos. Esto sugiere un origen común de la vida.
2. Degeneración: El código genético es degenerado (o redundante), lo que significa que un mismo aminoácido puede ser codificado por varios codones diferentes. Esto proporciona cierta protección contra mutaciones.

c. Defina los términos codón y anticodón (1 punto).

• Codón

  • Un codón es una secuencia de tres nucleótidos consecutivos en el ARNm que codifica para un aminoácido específico o para una señal de inicio o terminación de la traducción.

• Anticodón

  • Un anticodón es una secuencia de tres nucleótidos en el ARN de transferencia (ARNt) que es complementaria a un codón específico del ARNm. El anticodón se une al codón durante la traducción, asegurando que el aminoácido correcto se incorpore a la proteína en crecimiento.

d. ¿Qué son los codones sin sentido o de terminación? (0,5 puntos)

Los codones sin sentido o de terminación (también llamados codones stop) son tres codones específicos (UAA, UAG y UGA en el código genético estándar) que no codifican para ningún aminoácido. En cambio, señalan el final de la traducción de una proteína. Cuando el ribosoma encuentra un codón de terminación, la síntesis de la proteína se detiene y la cadena polipeptídica se libera.

3. Responda las siguientes cuestiones:

a. ¿Qué es una enfermedad autoinmune? Cite tres factores que pueden influir en su aparición y desarrollo (1 punto).

Una enfermedad autoinmune es una condición en la que el sistema inmunológico del cuerpo ataca por error a sus propios tejidos y órganos. En lugar de proteger al cuerpo contra patógenos, el sistema inmunitario identifica erróneamente componentes propios como extraños y los ataca.

Factores que pueden influir en la aparición y desarrollo de enfermedades autoinmunes:

1. Factores genéticos: La predisposición genética juega un papel importante. Ciertos genes, especialmente aquellos relacionados con el sistema inmunitario, pueden aumentar el riesgo de desarrollar una enfermedad autoinmune.
2. Factores ambientales: La exposición a ciertos factores ambientales, como infecciones virales o bacterianas, toxinas, tabaquismo o ciertos medicamentos, puede desencadenar o empeorar una enfermedad autoinmune en personas genéticamente susceptibles.
3. Factores hormonales: Las hormonas sexuales parecen influir, ya que muchas enfermedades autoinmunes son más comunes en mujeres que en hombres. Los cambios hormonales, como los que ocurren durante el embarazo o la menopausia, también pueden afectar el curso de la enfermedad.

b. Defina inmunodeficiencia y cite sus tipos (1 punto).

La inmunodeficiencia es un estado en el que el sistema inmunológico tiene una capacidad reducida o nula para combatir infecciones y otras enfermedades. Esto puede deberse a una variedad de causas, y las personas con inmunodeficiencia son más susceptibles a infecciones oportunistas y a ciertos tipos de cáncer.

Tipos de inmunodeficiencia:

1. Inmunodeficiencias primarias (o congénitas): Son causadas por defectos genéticos que afectan el desarrollo o la función de las células del sistema inmunológico. Suelen manifestarse en la infancia.
2. Inmunodeficiencias secundarias (o adquiridas): Son causadas por factores externos, como infecciones (por ejemplo, el VIH), desnutrición, tratamientos médicos (quimioterapia, inmunosupresores) o enfermedades crónicas (diabetes, cáncer).

c. Cite el nombre de una enfermedad autoinmune y el de una inmunodeficiencia (0,5 puntos).

• Enfermedad autoinmune: Artritis reumatoide.
• Inmunodeficiencia: Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida (SIDA), causado por el Virus de la Inmunodeficiencia Humana (VIH).

4. En relación con el metabolismo: a. Defina los siguientes procesos: Glucólisis, fermentación, fosforilación oxidativa y fotosíntesis:

• Glucólisis:

$Glucosa + 2 NAD^+ + 2 ADP + 2 P_i → 2 Piruvato + 2 NADH + 2 ATP + 2 H^+ + 2 H_2O$ La glucólisis es la ruta metabólica que oxida la glucosa (un azúcar de seis carbonos) para obtener energía para la célula. Se produce en el citoplasma y no requiere oxígeno (es anaeróbica). Produce dos moléculas de piruvato (un compuesto de tres carbonos), dos moléculas de ATP (adenosín trifosfato, la principal molécula de energía de la célula) y dos moléculas de NADH (nicotinamida adenina dinucleótido, una coenzima que transporta electrones).

• Fermentación

$Piruvato + NADH → Producto\\ fermentado + NAD^+$ La fermentación es un proceso metabólico anaeróbico (no requiere oxígeno) que ocurre en el citoplasma. Permite regenerar el NAD+ necesario para que la glucólisis continúe, pero no produce ATP adicional directamente. Diferentes organismos realizan diferentes tipos de fermentación, produciendo diversos productos finales, como ácido láctico (fermentación láctica) o etanol (fermentación alcohólica).

• Fosforilación oxidativa $NADH + H^+ + \\frac{1}{2} O_2 + ADP + P_i → NAD^+ + H_2O + ATP$ La fosforilación oxidativa es la etapa final de la respiración celular aeróbica. Se produce en las mitocondrias (en las crestas mitocondriales, que son pliegues de la membrana interna). Utiliza la energía liberada por el transporte de electrones a lo largo de la cadena respiratoria para bombear protones (H+) al espacio intermembrana. El gradiente electroquímico resultante impulsa la síntesis de ATP a través de la enzima ATP sintasa.

• Fotosíntesis:

$6 CO_2 + 6 H_2O + Energía\\ luminosa → C_6H_{12}O_6 + 6 O_2$

La fotosíntesis es el proceso por el cual los organismos autótrofos (plantas, algas y algunas bacterias) convierten la energía luminosa en energía química, almacenada en forma de glucosa. Se lleva a cabo en los cloroplastos (en el caso de las células eucariotas fotosintéticas) y consta de dos fases principales: la fase luminosa (donde se captura la energía de la luz y se produce ATP y NADPH) y la fase oscura o ciclo de Calvin (donde se utiliza el ATP y el NADPH para fijar el dióxido de carbono y producir glucosa). b. Indique el tipo de células eucariotas y la región en las mismas donde tienen lugar estos procesos (0,5 puntos).

• Glucólisis: Ocurre en el citoplasma de todas las células eucariotas (tanto animales como vegetales, hongos, protistas).
• Fermentación: Ocurre en el citoplasma de células eucariotas que se encuentran en condiciones anaeróbicas (sin oxígeno) o en células que no tienen mitocondrias. Por ejemplo, células musculares durante ejercicio intenso, levaduras en la producción de cerveza o pan.
• Fosforilación oxidativa: Ocurre en las mitocondrias, específicamente en las crestas mitocondriales (pliegues de la membrana interna), de las células eucariotas que realizan respiración celular aeróbica (la mayoría de las células eucariotas, incluyendo animales, vegetales, hongos y protistas).
• Fotosíntesis: Ocurre en los cloroplastos de las células eucariotas fotosintéticas, es decir, en células vegetales y de algas.