Examen Resuelto Selectividad EVAU UCLM Biología 2018

1.1. Ciclo de Krebs

El ciclo de Krebs, también conocido como ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos, es una ruta metabólica cíclica que forma parte de la respiración celular en las células aerobias. Este ciclo se lleva a cabo en la matriz mitocondrial y es un punto central del metabolismo celular donde se oxida acetil-CoA, derivado de la degradación de carbohidratos, lípidos y proteínas, para producir energía. En cada vuelta del ciclo, se genera una molécula de GTP (o ATP), tres moléculas de NADH y una molécula de FADH2, junto con la liberación de dos moléculas de CO2. La ecuación general del ciclo de Krebs es:

$Acetil-CoA + 3 NAD^+ + FAD + GDP + Pi + 2 H_2O \\\\rightarrow 2 CO_2 + 3 NADH + FADH_2 + GTP + CoA + 3 H^+$

Razonamiento: El ciclo de Krebs es esencial para la producción de energía en la célula y es un punto de conexión entre el metabolismo de carbohidratos, grasas y proteínas. Los productos del ciclo, NADH y FADH2, son posteriormente utilizados en la cadena de transporte de electrones para generar ATP.

1.2. Glicocálix

El glicocálix es una capa de glicoproteínas y glicolípidos que recubre la superficie externa de la membrana plasmática de muchas células, especialmente en las células animales. Esta capa tiene una consistencia gelatinosa y está compuesta por cadenas de oligosacáridos unidas a proteínas y lípidos de la membrana. El glicocálix desempeña un papel crucial en el reconocimiento celular, la adhesión celular y la protección de la célula contra daños mecánicos y químicos.

Razonamiento: El glicocálix es una estructura importante para la interacción de la célula con su entorno. Su composición única en cada tipo celular permite el reconocimiento específico y la comunicación entre células.

1.3. Mutación génica

Una mutación génica es un cambio permanente en la secuencia de nucleótidos del ADN que constituye un gen. Estas mutaciones pueden afectar a un solo nucleótido (mutaciones puntuales) o a varios nucleótidos. Las mutaciones génicas pueden ser causadas por errores durante la replicación del ADN, exposición a mutágenos (como radiación o sustancias químicas) o inserciones/deleciones de material genético. Dependiendo del tipo de cambio, las mutaciones pueden tener efectos variables sobre la proteína codificada por el gen, desde ningún efecto hasta la pérdida completa de su función.

Razonamiento: Las mutaciones génicas son una fuente importante de variabilidad genética y pueden tener consecuencias significativas para la salud de un organismo. La comprensión de las mutaciones es fundamental en genética y medicina.

1.4. Vacuola

Las vacuolas son orgánulos celulares delimitados por una membrana que se encuentran en el citoplasma de las células vegetales, hongos y algunos protistas. Las vacuolas son generalmente grandes y llenas de líquido, y pueden ocupar hasta el 90% del volumen celular en algunas células vegetales. Cumplen diversas funciones, incluyendo el almacenamiento de agua, nutrientes, pigmentos y productos de desecho, el mantenimiento de la turgencia celular y la degradación de macromoléculas y orgánulos envejecidos.

Razonamiento: Las vacuolas son esenciales para la homeostasis celular y la adaptación de las plantas a diferentes condiciones ambientales. Su capacidad para almacenar grandes cantidades de agua es crucial para mantener la presión de turgencia, que es necesaria para el soporte estructural de la planta.

1.5. Oligoelemento

Los oligoelementos son elementos químicos que se requieren en cantidades muy pequeñas (trazas) para el crecimiento, desarrollo y funcionamiento normal de los organismos vivos. A pesar de su baja concentración, los oligoelementos son esenciales para la vida, ya que participan en diversas funciones biológicas, como la actividad enzimática, la estructura de proteínas y la regulación de procesos metabólicos. Ejemplos de oligoelementos incluyen el hierro (Fe), zinc (Zn), cobre (Cu), manganeso (Mn), yodo (I) y selenio (Se).

Razonamiento: Los oligoelementos son componentes cruciales de muchas enzimas y proteínas. Su deficiencia o exceso puede tener graves consecuencias para la salud.

1.6. Linfocito B

Los linfocitos B son un tipo de glóbulo blanco (leucocito) que juega un papel central en la respuesta inmune humoral. Se originan y maduran en la médula ósea y, tras su activación, se diferencian en células plasmáticas productoras de anticuerpos y células B de memoria. Los anticuerpos son proteínas que reconocen y se unen a antígenos específicos, marcando a los patógenos para su destrucción por otros componentes del sistema inmune. Los linfocitos B también presentan antígenos a los linfocitos T, contribuyendo a la coordinación de la respuesta inmune adaptativa.

Razonamiento: Los linfocitos B son fundamentales para la defensa del organismo contra las infecciones. Su capacidad para producir anticuerpos específicos es clave para la inmunidad a largo plazo.

2.1 Composición del ARN. Tipo de ARN y su función.

El ARN (ácido ribonucleico) es un ácido nucleico compuesto por una cadena de ribonucleótidos. Cada ribonucleótido está formado por una pentosa (ribosa), un grupo fosfato y una base nitrogenada que puede ser adenina (A), citosina (C), guanina (G) o uracilo (U). A diferencia del ADN, el ARN suele ser monocatenario, aunque puede formar estructuras secundarias y terciarias complejas por apareamiento de bases complementarias dentro de la misma molécula.

Un tipo de ARN es el ARN mensajero (ARNm). Su función es:

• ARN mensajero (ARNm): Transporta la información genética desde el ADN en el núcleo hasta los ribosomas en el citoplasma, donde sirve como molde para la síntesis de proteínas.

Razonamiento: El ARN es esencial para la expresión génica y la síntesis de proteínas. Los diferentes tipos de ARN desempeñan roles específicos en la transcripción, traducción y regulación de la expresión génica. El ARNm es esencial para la síntesis de proteínas.

2.2 Inhibidor enzimático. Inhibición competitiva y no competitiva.

Un inhibidor enzimático es una molécula que se une a una enzima y disminuye su actividad catalítica. Los inhibidores pueden ser reversibles o irreversibles, y su acción puede ser específica o no específica.

• Inhibición competitiva: El inhibidor se une al sitio activo de la enzima, compitiendo con el sustrato por el mismo sitio de unión. El efecto del inhibidor puede ser revertido aumentando la concentración del sustrato.
• Inhibición no competitiva: El inhibidor se une a un sitio diferente del sitio activo (sitio alostérico), provocando un cambio conformacional en la enzima que reduce su actividad. El efecto del inhibidor no puede ser revertido aumentando la concentración del sustrato.

Razonamiento: Los inhibidores enzimáticos son importantes reguladores de la actividad enzimática y tienen aplicaciones en farmacología y medicina. La inhibición competitiva y no competitiva son dos mecanismos comunes de inhibición reversible.

2.3 Función principal de centrosoma y retículo endoplasmático rugoso.

• Centrosoma: El centrosoma es el principal centro organizador de microtúbulos (COMT) en las células animales. Está compuesto por dos centriolos rodeados por material pericentriolar. Su función principal es organizar el huso mitótico durante la división celular, asegurando la correcta segregación de los cromosomas a las células hijas. También participa en la organización del citoesqueleto y el tráfico intracelular.
• Retículo endoplasmático rugoso (RER): El RER es una red de membranas interconectadas que se extiende por el citoplasma de las células eucariotas. Su superficie externa está cubierta de ribosomas, lo que le da una apariencia rugosa. Su función principal es la síntesis y modificación de proteínas destinadas a la secreción, la membrana plasmática o los lisosomas. El RER también participa en el plegamiento y ensamblaje de proteínas, así como en la síntesis de lípidos y esteroides.

Razonamiento: El centrosoma y el RER son orgánulos celulares con funciones esenciales para la división celular y la síntesis de proteínas, respectivamente. Su estructura y función están estrechamente relacionadas.

2.4 β-oxidación de los ácidos grasos: proceso anabólico o catabólico. Localización celular y subcelular.

La β-oxidación de los ácidos grasos es un proceso catabólico que ocurre en las células para degradar los ácidos grasos y generar energía.

• Localización celular: La β-oxidación ocurre en las células eucariotas, principalmente en las células del hígado, músculo y tejido adiposo.
• Localización subcelular: En las células eucariotas, la β-oxidación tiene lugar en la matriz mitocondrial. En las células procariotas, ocurre en el citoplasma.

Razonamiento: La β-oxidación es un proceso catabólico porque descompone moléculas complejas (ácidos grasos) en moléculas más simples (acetil-CoA), liberando energía en el proceso. La localización mitocondrial es importante porque permite acoplar la β-oxidación a la cadena de transporte de electrones y la fosforilación oxidativa, maximizando la producción de ATP.

2.5 Alelismo múltiple. Ejemplo en la especie humana.

El alelismo múltiple se refiere a la existencia de más de dos alelos para un mismo gen en una población. Esto significa que, aunque un individuo diploide solo puede tener dos alelos para un gen dado (uno en cada cromosoma homólogo), en la población existen más de dos formas alternativas de ese gen.

Un ejemplo de alelismo múltiple en la especie humana es el sistema de grupos sanguíneos ABO. El gen que determina el grupo sanguíneo ABO tiene tres alelos principales: IA, IB e i. Los alelos IA e IB son codominantes entre sí y ambos son dominantes sobre el alelo i. Estos alelos codifican para diferentes variantes de una enzima que modifica los antígenos presentes en la superficie de los glóbulos rojos, dando lugar a los cuatro grupos sanguíneos principales: A, B, AB y O.

Razonamiento: El alelismo múltiple aumenta la diversidad genética en una población y puede dar lugar a una mayor variedad de fenotipos. El sistema ABO es un ejemplo clásico de alelismo múltiple y codominancia.

2.6 Fase y proceso representados en la figura. Fenómeno que favorece la variabilidad genética.

La figura representa la Metafase I de la meiosis I. En esta fase, los cromosomas homólogos, cada uno compuesto por dos cromátidas hermanas, se alinean en el plano ecuatorial de la célula, formando tétradas o bivalentes. Los cromosomas homólogos están unidos por quiasmas, que son los puntos donde se produjo el entrecruzamiento.

El fenómeno que ha tenido lugar previamente y que favorece la variabilidad genética es el entrecruzamiento o crossing-over, que ocurre durante la Profase I de la meiosis I. El entrecruzamiento es el intercambio de material genético entre cromátidas no hermanas de cromosomas homólogos. Este proceso da lugar a la recombinación genética, generando nuevas combinaciones de alelos en los cromosomas y, por lo tanto, aumentando la variabilidad genética de los gametos producidos.

Razonamiento: La meiosis es un tipo de división celular que produce gametos haploides a partir de células diploides. La Metafase I es una etapa crucial de la meiosis I, donde la alineación de los cromosomas homólogos permite su posterior separación. El entrecruzamiento es un evento clave que ocurre durante la meiosis y es una fuente importante de variabilidad genética.

3.1. Cuestiones sobre el Esquema 1 y el Esquema 2.

a. Identifique los procesos A y B en el Esquema 1. ¿En qué consiste el proceso C y qué orgánulos celulares se relacionan con el mismo, en el citoplasma?

• Proceso A: Replicación del ADN
• Proceso B: Transcripción
• Proceso C: Traducción. La traducción es el proceso por el cual la información genética codificada en el ARNm se utiliza para sintetizar una proteína. Los orgánulos celulares que se relacionan con la traducción en el citoplasma son los ribosomas. Los ribosomas se unen al ARNm y facilitan el ensamblaje de los aminoácidos en una cadena polipeptídica de acuerdo con la secuencia de codones del ARNm.

b. Defina el proceso A. Indique qué modelo sigue en las células eucariotas.

• Proceso A (Replicación del ADN): Es el proceso por el cual una molécula de ADN de doble hélice se duplica para producir dos moléculas de ADN idénticas. Este proceso es esencial para la división celular, ya que cada célula hija debe recibir una copia completa del genoma.
• Modelo de replicación en células eucariotas: La replicación del ADN en las células eucariotas sigue el modelo semiconservativo. Esto significa que cada una de las dos moléculas de ADN resultantes está formada por una cadena original (parental) y una cadena recién sintetizada.

c. Identifique los compuestos D y E en el Esquema 2. Defina el proceso representado. ¿Qué diferencia hay en la estructura primaria de D y E? Justifique la respuesta (según la imagen).

• Compuesto D: ADN (ácido desoxirribonucleico)
• Compuesto E: ARN (ácido ribonucleico)
• Proceso representado: Replicación del ADN.
• Diferencia en la estructura primaria: La principal diferencia en la estructura primaria entre el ADN y el ARN es que el ADN contiene desoxirribosa como azúcar pentosa, mientras que el ARN contiene ribosa. La ribosa tiene un grupo hidroxilo (-OH) en el carbono 2', mientras que la desoxirribosa carece de este grupo. Además, el ADN contiene la base nitrogenada timina (T), mientras que el ARN contiene uracilo (U) en su lugar. En la imagen, se puede observar que la molécula de ADN (D) es una doble hélice, mientras que la molécula de ARN (E) es una cadena simple, lo que sugiere que el ARN no contiene timina (T), ya que se ha producido la replicación del ADN y no la transcripción.

Razonamiento: La replicación, la transcripción y la traducción son procesos fundamentales del dogma central de la biología molecular. La replicación del ADN es semiconservativa y produce dos moléculas de ADN idénticas. La principal diferencia estructural entre el ADN y el ARN radica en el tipo de azúcar y una de las bases nitrogenadas.

3.2. Cuestiones sobre la imagen de microorganismos.

a. Identifique los microorganismos indicados con los números 1 y 2. Defina el microorganismo 1.

• Microorganismo 1: Bacteriófago (o fago)
• Microorganismo 2: Bacteria
• Definición del microorganismo 1: Un bacteriófago es un virus que infecta exclusivamente a las bacterias. Los bacteriófagos están compuestos por una cápside proteica que rodea su material genético, que puede ser ADN o ARN, de cadena doble o sencilla. Utilizan la maquinaria celular de la bacteria para replicarse y producir nuevos viriones.

b. Describa la organización estructural del microorganismo 1.

El microorganismo 1, un bacteriófago, tiene una estructura típica que consta de:

• Cabeza o cápside: Una estructura proteica icosaédrica que contiene el material genético del virus (ADN o ARN).
• Cola: Una estructura proteica que se une a la bacteria huésped y facilita la inyección del material genético viral.
• Fibras de la cola: Proteínas que se unen a receptores específicos en la superficie de la bacteria huésped, permitiendo la adhesión del fago.
• Placa basal: Una estructura en la base de la cola que ayuda en la unión a la bacteria y la inyección del material genético.

c. Nombre los dos ciclos de multiplicación del microorganismo 1 (correspondientes a las letras A y B en la imagen). ¿En qué se diferencian?

• Ciclo A: Ciclo lisogénico
• Ciclo B: Ciclo lítico

Diferencias:

• Ciclo lítico: En el ciclo lítico, el fago se replica inmediatamente después de infectar a la bacteria. El material genético viral se replica y se sintetizan las proteínas virales utilizando la maquinaria celular de la bacteria. Luego, se ensamblan nuevos viriones y la bacteria se lisa (rompe), liberando los nuevos fagos al medio ambiente. Este ciclo conduce a la muerte de la bacteria huésped.
• Ciclo lisogénico: En el ciclo lisogénico, el material genético del fago se integra en el genoma de la bacteria huésped, formando un profago. El profago se replica junto con el ADN bacteriano durante la división celular. Bajo ciertas condiciones de estrés, el profago puede escindirse del genoma bacteriano y entrar en el ciclo lítico. En este ciclo, la bacteria no se destruye inmediatamente, y el fago puede permanecer latente durante varias generaciones.

Razonamiento: Los bacteriófagos son virus que infectan bacterias y tienen dos ciclos de multiplicación principales: lítico y lisogénico. La elección entre uno u otro ciclo depende de las condiciones ambientales y del estado de la bacteria huésped. La estructura del fago está adaptada para la infección y la inyección del material genético en la bacteria.

4. Problema de Genética Mendeliana

a. ¿Qué proporción de la descendencia será de coloración normal? Indique los genotipos.

Se cruzan ratones de color normal heterocigóticos (Nn x Nn).

• Genotipos de los progenitores: Nn x Nn
• Gametos posibles: N, n x N, n

El cuadro de Punnett para este cruce es:

	N	n
N	NN	Nn
n	Nn	nn

• Genotipos de la descendencia: 1 NN (homocigoto dominante), 2 Nn (heterocigoto), 1 nn (homocigoto recesivo)
• Fenotipos de la descendencia: 3 de coloración normal (NN y Nn), 1 albino (nn)

Proporción de la descendencia de coloración normal: 3/4 o 75%

b. De una descendencia de 12 ratones, ¿cuántos esperamos que sean homocigóticos?

De cada 4 ratones, se espera que 2 sean homocigóticos (1 NN y 1 nn).

Si la descendencia es de 12 ratones, la proporción esperada de homocigotos es:

$\\\\frac{2}{4} \\\\times 12 = 6$

Se espera que 6 ratones sean homocigóticos (3 NN y 3 nn).

Razonamiento: Este problema se basa en los principios de la herencia mendeliana. El cruce de dos heterocigotos produce una proporción genotípica de 1:2:1 y una proporción fenotípica de 3:1 para un rasgo dominante.