Examen Resuelto PCE UNED Biología Modelo 2024

BLOQUE 1

A.- En relación con los hidratos de carbono:

a. Definiciones:

• Monosacárido: Son los monómeros de los hidratos de carbono, es decir, las unidades más simples. Son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas, lo que significa que contienen un grupo aldehído o cetona y múltiples grupos hidroxilo (-OH). No pueden ser hidrolizados en azúcares más pequeños.

• Disacárido: Son hidratos de carbono formados por la unión de dos monosacáridos mediante un enlace glucosídico. Este enlace se forma mediante una reacción de condensación, liberando una molécula de agua.

• Polisacárido: Son polímeros formados por la unión de muchos monosacáridos (más de 10) mediante enlaces glucosídicos. Pueden ser lineales o ramificados y tener funciones estructurales o de reserva energética.

b. Ejemplos de monosacáridos:

*   **Con cinco átomos de carbono (pentosas):** Ribosa, Desoxirribosa, Xilosa.
*   **Con seis átomos de carbono (hexosas):** Glucosa, Fructosa, Galactosa.

c. Homopolisacáridos, heteropolisacáridos y función biológica: * Homopolisacáridos (formado por el mismo monosacarido): 1. Almidón: Polisacárido de reserva energética en plantas. Formado por la unión de muchas moléculas de glucosa. Se encuentra en gránulos dentro de las células vegetales, especialmente en órganos de reserva como tubérculos y semillas. $Almidón = (Glucosa)_n$ 2. Glucógeno: Polisacárido de reserva energética en animales. Similar al almidón pero más ramificado. Se almacena principalmente en el hígado y los músculos. $Glucógeno = (Glucosa)_n$

* **Heteropolisacaridos (formado por diferentes monosacaridos):**
    1.  **Ácido hialurónico:** Componente de la matriz extracelular de los tejidos animales. Tiene función estructural y lubricante.
       $$Ácido \\ hialurónico = (Ácido \\ glucurónico + N-acetilglucosamina)_n$$
    2. **Heparina:** Anticoagulante presente en los tejidos animales, impide la formación de coágulos sanguíneos.
    3.  **Agar-agar:** Polisacárido extraído de algas rojas. Se utiliza como agente gelificante en medios de cultivo microbiológicos y en la industria alimentaria.

B.- Responda las preguntas sobre el siguiente esquema:

a. ¿Qué proceso representa?

El proceso representado en el esquema es la replicación del ADN (duplicación del ADN).

b. Cite a qué estructura corresponde cada número (1 al 5).

*   **1:** Cadena de ADN original (cadena molde).
*   **2:** Cadena de ADN original (cadena molde).
*   **3:** Cadena de ADN recién sintetizada (cadena hija) continua.
*   **4:** Fragmento de Okazaki (cadena de ADN recién sintetizada discontinua).
*   **5:** Cadena de ADN recién sintetizada (cadena hija) discontinua.

c. Comente de forma breve en qué consiste este proceso.

La replicación del ADN es el proceso mediante el cual se produce una copia exacta de una molécula de ADN preexistente. Es un proceso semiconservativo, lo que significa que cada una de las moléculas de ADN hijas resultantes contiene una cadena original (molde) y una cadena recién sintetizada.

El proceso se inicia con la separación de las dos cadenas de ADN originales mediante la enzima helicasa, que rompe los puentes de hidrógeno entre las bases nitrogenadas. Cada cadena original sirve como molde para la síntesis de una nueva cadena complementaria. La enzima ADN polimerasa es la encargada de añadir los nucleótidos complementarios a la cadena molde, siguiendo la regla de apareamiento de bases (Adenina con Timina, y Guanina con Citosina).

La síntesis de la nueva cadena se produce en dirección 5' a 3'. Una de las cadenas (la cadena conductora o continua) se sintetiza de forma continua, mientras que la otra (la cadena rezagada o discontinua) se sintetiza en pequeños fragmentos llamados fragmentos de Okazaki, que luego son unidos por la enzima ADN ligasa.

BLOQUE 2

A.- En relación con el cloroplasto:

a. Enumere cada una de las regiones de este orgánulo.

Las regiones principales del cloroplasto son:

1.  **Membrana externa:** Membrana permeable que rodea el cloroplasto.
2.  **Espacio intermembrana:** Espacio estrecho entre la membrana externa e interna.
3.  **Membrana interna:** Membrana menos permeable que la externa, regula el transporte de sustancias hacia el interior y exterior del cloroplasto.
4.  **Estroma:** Espacio interno acuoso que contiene enzimas, ADN, ribosomas y otras moléculas necesarias para la fotosíntesis.
5.  **Tilacoides:** Sacos membranosos aplanados que contienen los pigmentos fotosintéticos (clorofila, carotenoides).
6.  **Grana:** Conjunto de tilacoides apilados.
7.  **Lamelas:** Extensiones de los tilacoides que conectan los grana.

b. ¿En qué espacio tiene lugar la expresión del mensaje genético del cloroplasto?

La expresión del mensaje genético del cloroplasto (transcripción y traducción) tiene lugar en el **estroma**. El estroma contiene el ADN del cloroplasto, así como los ribosomas necesarios para la síntesis de proteínas.

c. ¿En qué consiste la fotólisis del agua y en qué lugar del cloroplasto se produce?

La fotólisis del agua es la ruptura de la molécula de agua ($$H_2O$$) en oxígeno ($$O_2$$), protones ($$H^+$$) y electrones ($$e^-$$) utilizando la energía de la luz. Esta reacción es fundamental en la fotosíntesis, ya que proporciona los electrones necesarios para la cadena de transporte de electrones y, en última instancia, para la producción de ATP y NADPH.

La ecuación de la fotólisis del agua es:

$2H_2O \\longrightarrow 4H^+ + 4e^- + O_2$

La fotólisis del agua se produce en el **lumen del tilacoide**, en un complejo proteico llamado **complejo del fotosistema II (PSII)**, que se encuentra en la membrana tilacoidal.

d. ¿Dónde se ubica y qué función cumple la enzima RUBISCO?

La enzima **RUBISCO** (Ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa/oxigenasa) se ubica en el **estroma** del cloroplasto.

Su función principal es catalizar la fijación del dióxido de carbono ($$CO_2$$) en la primera etapa del ciclo de Calvin (fase oscura de la fotosíntesis). La RUBISCO cataliza la reacción entre el $$CO_2$$ y la ribulosa-1,5-bisfosfato (RuBP), un compuesto de cinco carbonos, para formar un compuesto inestable de seis carbonos que se rompe inmediatamente en dos moléculas de 3-fosfoglicerato (3PG), un compuesto de tres carbonos.
La reacción catalizada por la RUBISCO es:

$CO_2 + RuBP \\longrightarrow 2 \\times 3PG$

B.- En relación con el metabolismo:

a. Defina los siguientes procesos:

*   **Glucólisis:** Es la ruta metabólica que ocurre en el citosol de las células, donde una molécula de glucosa (6 carbonos) se oxida parcialmente a dos moléculas de piruvato (3 carbonos). Se produce una pequeña cantidad de ATP y NADH.
    
*   **Respiración anaerobia:** Es un tipo de metabolismo energético que ocurre en ausencia de oxígeno. El aceptor final de electrones no es el oxígeno, sino otra molécula orgánica o inorgánica. Produce menos ATP que la respiración aerobia.
    
*   **Ciclo de Calvin:** Es la fase oscura de la fotosíntesis, que ocurre en el estroma del cloroplasto. Utiliza el ATP y el NADPH producidos en la fase luminosa para fijar el $$CO_2$$ y sintetizar azúcares (glucosa).
   
*   **Ciclo de Krebs (Ciclo del ácido cítrico):** Es una ruta metabólica cíclica que ocurre en la matriz mitocondrial. El piruvato (producto de la glucólisis) se convierte en Acetil-CoA, que entra en el ciclo de Krebs. Se produce la oxidación completa del Acetil-CoA a $$CO_2$$, generando ATP, NADH y $$FADH_2$$.
   
*   **Fosforilación oxidativa:** Es la etapa final de la respiración celular aerobia, que ocurre en la membrana interna mitocondrial (crestas mitocondriales). Los electrones transportados por el NADH y el $$FADH_2$$ (producidos en la glucólisis y el ciclo de Krebs) pasan a través de una cadena de transporte de electrones, liberando energía que se utiliza para bombear protones ($$H^+$$) al espacio intermembrana. El gradiente de protones resultante impulsa la síntesis de ATP por la ATP sintasa.
    

b. Indique el tipo de células eucariotas y la región en las mismas donde tienen lugar estos procesos:

Proceso	Tipo de célula eucariota	Región celular
Glucólisis	Todas	Citosol
Respiración anaerobia	Algunas (ej. músculo en ejercicio)	Citosol
Ciclo de Calvin	Vegetales y algas	Estroma del cloroplasto
Ciclo de Krebs	Todas	Matriz mitocondrial
Fosforilación oxidativa	Todas	Membrana interna mitocondrial (crestas)

BLOQUE 3

1. ¿Cuál de las siguientes opciones se considera una macromolécula?

a. Ácido nucleico

• Razonamiento: Los ácidos nucleicos (ADN y ARN) son polímeros de nucleótidos, lo que los convierte en macromoléculas. Los aminoácidos y los ácidos grasos son monómeros o moléculas relativamente pequeñas, no macromoléculas.

2. El límite más externo de las células vegetales es su:

c. Pared celular

• Razonamiento: La pared celular es una estructura rígida y resistente que se encuentra fuera de la membrana plasmática en las células vegetales, proporcionando soporte y protección. La envoltura nuclear es una doble membrana que rodea el núcleo en células eucariotas.

3. Si una célula tiene 12 cromosomas, después de dividirse por mitosis, ¿cuántos cromosomas tendrá cada célula hija?

a. 12

• Razonamiento: La mitosis es un proceso de división celular que produce dos células hijas genéticamente idénticas a la célula madre. Durante la mitosis, los cromosomas se duplican y luego se separan de manera equitativa, asegurando que cada célula hija reciba el mismo número de cromosomas que la célula original.

4. La importancia de la fotosíntesis radica en que los organismos fotosintéticos producen ____ para la biosfera.

c. materia orgánica

• Razonamiento: Los organismos fotosintéticos utilizan la energía de la luz para convertir el dióxido de carbono ($CO_2$) y el agua ($H_2O$) en materia orgánica (glucosa y otros compuestos orgánicos) y oxígeno ($O_2$). La materia orgánica producida por la fotosíntesis es la base de la cadena alimentaria y la fuente de energía para la mayoría de los seres vivos.

5. ¿Cuál de las siguientes opciones NO se corresponde con una defensa inespecífica?

a. Linfocitos B memoria

• Razonamiento: Los linfocitos B memoria son células del sistema inmunitario adaptativo (específico). Son células de larga vida que se generan después de una primera exposición a un antígeno y proporcionan una respuesta inmunitaria más rápida y efectiva en exposiciones posteriores al mismo antígeno. Las reacciones inflamatorias y las barreras de entrada (piel, mucosas) son defensas inespecíficas (innatas), que actúan de forma general contra cualquier patógeno.

6. Las bacterias diseñadas para descomponer mejor el petróleo son importantes en el campo de:

a. La biorremediación

• Razonamiento: La biorremediación es el uso de organismos vivos (bacterias, hongos, plantas) para descontaminar o degradar contaminantes ambientales, como el petróleo. La agronomía se centra en la producción de cultivos, y la oncología en el estudio y tratamiento del cáncer.

7. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe correctamente la glucólisis?

b. Produce dos moléculas de piruvato

• Razonamiento: La glucólisis es la ruta metabólica que convierte una molécula de glucosa en dos moléculas de piruvato. Se produce en el citosol (no en las mitocondrias) y puede ocurrir tanto en células procariotas como eucariotas.

8. La duplicación del ADN se lleva a cabo en una célula:

b. Durante la fase S de la interfase

• Razonamiento: La duplicación del ADN (replicación) ocurre durante la fase S (síntesis) de la interfase, que es el período del ciclo celular entre las divisiones celulares. La fase G1 es una fase de crecimiento y la profase es la primera etapa de la mitosis o meiosis.

BLOQUE 4

a) Defina los términos subrayados en el texto:

• Patógeno: Un patógeno es un agente biológico (virus, bacteria, hongo, protozoo) que causa enfermedad en un organismo huésped.
• Antígenos: Los antígenos son moléculas (proteínas, carbohidratos, lípidos) que se encuentran en la superficie de los patógenos o células extrañas. Son reconocidos por el sistema inmunitario, desencadenando una respuesta inmunitaria.
• PCR Son las siglas en inglés de "Reacción en Cadena de la Polimerasa". La PCR es una técnica de biología molecular que permite amplificar (producir muchas copias) de un fragmento específico de ADN.
• Biomarcadores genéticos humanos: Son secuencias de ADN específicas o modificaciones en el ADN que pueden utilizarse para identificar individuos, detectar enfermedades, predecir la respuesta a fármacos o evaluar el riesgo de desarrollar una enfermedad.
• Ácidos nucleicos: Son polímeros de nucleótidos que almacenan y transmiten la información genética. Hay dos tipos principales: ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido ribonucleico).
• Proteína Cas9: Es una enzima que actúa como "tijeras moleculares". En el contexto de CRISPR-Cas9, la proteína Cas9 es guiada por una molécula de ARN guía para cortar el ADN en un sitio específico.

b) Comente brevemente en qué consiste la técnica CRISPR-Cas9:

La técnica CRISPR-Cas9 es una herramienta de edición genética que permite modificar el ADN de forma precisa y eficiente. Se basa en un sistema de defensa natural que utilizan las bacterias para protegerse de los virus.

El sistema CRISPR-Cas9 consta de dos componentes principales:

1. ARN guía (ARNg): Es una molécula corta de ARN diseñada para complementar una secuencia específica de ADN diana. El ARNg guía a la proteína Cas9 al sitio deseado en el genoma.
2. Proteína Cas9: Es una enzima que actúa como "tijeras moleculares". La proteína Cas9 se une al ARNg y, guiada por este, corta el ADN en el sitio específico complementario al ARNg.

Una vez que el ADN se corta, la célula activa sus mecanismos de reparación. Estos mecanismos pueden utilizarse para:

• Inactivar un gen: La reparación del corte puede introducir errores que interrumpen la secuencia del gen, inactivándolo.
• Insertar o modificar un gen: Se puede proporcionar un molde de ADN con la secuencia deseada, que la célula utiliza para reparar el corte, insertando o modificando el gen original.

c) Señale una ventaja y un inconveniente que presenta el empleo de esta técnica para el tratamiento de enfermedades:

• Ventaja: CRISPR-Cas9 tiene el potencial de curar enfermedades genéticas al corregir directamente las mutaciones causantes de la enfermedad en el ADN del paciente. Por ejemplo, podría utilizarse para corregir mutaciones en genes responsables de enfermedades como la fibrosis quística, la anemia falciforme o la distrofia muscular. Ofrece una precisión sin precedentes en la edición genética, lo que permite dirigirse a genes específicos con alta eficiencia.

• Inconveniente: Una de las principales preocupaciones es la posibilidad de efectos "fuera del objetivo" (off-target effects). Esto significa que la proteína Cas9 podría cortar el ADN en sitios no deseados, además del sitio diana, lo que podría tener consecuencias imprevistas, como la inactivación de genes importantes o la inducción de mutaciones cancerígenas. Además, existen dilemas éticos sobre su aplicación en la línea germinal (modificación de óvulos, espermatozoides o embriones), ya que los cambios serían hereditarios.