Curso: Ciencias
SOLUCIONARIO ENSAYO EX CÁTEDRA Nº 1 MÓDULO ELECTIVO BIOLOGÍA 1.
La alternativa correcta es D Las enzimas afectan fundamentalmente a la velocidad de la reacción, la cual se define como la cantidad de producto formado por unidad de tiempo. Tal variación se debe a la disminución de la energía de activación. activación.
En el gráfico presentado se observa que para que se produzca la reacción es necesario sobrepasar una barrera energética denominada energía de activación, en la cual los reactantes se encuentran en un estado activado e inestable que se descompone rápidamente para dar lugar a los productos. En una reacción catalizada enzimáticamente, la energía de activación se reduce de forma considerable, por lo que los sustratos alcanzan mucho antes el estado activado y la reacción transcurre más rápidamente. La enzima se combina con el sustrato para alcanzar un estado activado que se descompone dando lugar a la enzima y al producto. Para el caso de un solo sustrato se establece la siguiente secuencia de equilibrios: E+S
← → ES* ← → E+P
El estado de activación, de energía de activación reducida, reducida, se alcanza gracias a la unión del sustrato a una región especial de la enzima denominada centro activo. activo. (ES) Este se fija a la molécula de sustrato y provoca tensiones en algunos de sus enlaces de manera que se acorta el tiempo para llegar al estado activado. 2.
La alternativa correcta es B En el tejido presentado en el cual se observa células en distintas fases del ciclo celular, se reconoce a la anafase mitótica como el estadio señalado en la pregunta. La anafase mitótica se reconoce porque se están separando cromátidas hermanas a los polos opuestos. 1
3.
La alternativa correcta es A El modelo tridimensional de la molécula de ADN (estructura secundaria) fue postulado por Watson y Crick (1953), basándose en los datos obtenidos mediante difracción de rayos por Franklin y Wilkins, y en las leyes de equivalencia de bases de Chargaff que indica que el número de bases de guanina es igual a la cantidad de bases de citocina y las de timina igual a la cantidad de bases de adenina. Utilizando estas leyes de equivalencia de Chargaff se resuelve el problema. Si una molécula de ADN posee un 88% de la pareja G – C ¿qué porcentaje tiene de timina? Solución: Si el 88% corresponde a G – C, necesariamente el 12% corresponde a T – A. Por lo tanto, habrá un 6% de timina. timina.
4.
La alternativa correcta es B Las células requieren del ingreso y salida de iones y moléculas, y para ello utiliza mecanismos de transporte como la difusión simple y facilitada. En otras ocasiones necesita de un transporte activo. También, en otras ocasiones necesita de un transporte activo. También deben entrar o salir de las células cantidades mayores de materiales, como las partículas de alimento o incluso células completas, para para su ingreso utiliza la endocitosis. También utiliza la exocitosis para sacar sustancias de la célula. La figura que presenta la pregunta de cuenta de una célula, (macrófago), que endocita (fagocitosis) a una bacteria. Durante la ingestión, invaginaciones de la membrana plasmática envuelven a la bacteria y forman una vacuola alrededor de ella. Una vez en su interior esta vacuola se fusiona con lisosomas y se degrada el material ingerido. Estas actividades que comprenden cambios de forma de la membrana, formación de vesículas y el traslado de éstas, requieren que las células gasten directamente energía, lo que hace a la endocitosis un tipo de transporte activo, lo mismo que a la exocitosis.
5.
La alternativa correcta es D Es incorrecto que sea una anafase I meiótica esto porque se están separando cromátidas hermanas y hermanas y esto corresponde a anafase II meiótica. meiótica. En la anafase II se separan cromosomas homólogos.
6.
La alternativa correcta es B Si el agricultor desea tener mayor variedad de plantas debe escoger semillas de alfalfa porque éstas son producto de reproducción sexual por lo tanto, le asegura variabilidad genética. genética. Por el contrario, es escoger tallos de rosa, estacas de pino, raíces injertadas de uva o papas, no tendría variedad genética, ya que obtendrá solo clones de cada uno de ellos.
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La alternativa correcta es A El modelo tridimensional de la molécula de ADN (estructura secundaria) fue postulado por Watson y Crick (1953), basándose en los datos obtenidos mediante difracción de rayos por Franklin y Wilkins, y en las leyes de equivalencia de bases de Chargaff que indica que el número de bases de guanina es igual a la cantidad de bases de citocina y las de timina igual a la cantidad de bases de adenina. Utilizando estas leyes de equivalencia de Chargaff se resuelve el problema. Si una molécula de ADN posee un 88% de la pareja G – C ¿qué porcentaje tiene de timina? Solución: Si el 88% corresponde a G – C, necesariamente el 12% corresponde a T – A. Por lo tanto, habrá un 6% de timina. timina.
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La alternativa correcta es B Las células requieren del ingreso y salida de iones y moléculas, y para ello utiliza mecanismos de transporte como la difusión simple y facilitada. En otras ocasiones necesita de un transporte activo. También, en otras ocasiones necesita de un transporte activo. También deben entrar o salir de las células cantidades mayores de materiales, como las partículas de alimento o incluso células completas, para para su ingreso utiliza la endocitosis. También utiliza la exocitosis para sacar sustancias de la célula. La figura que presenta la pregunta de cuenta de una célula, (macrófago), que endocita (fagocitosis) a una bacteria. Durante la ingestión, invaginaciones de la membrana plasmática envuelven a la bacteria y forman una vacuola alrededor de ella. Una vez en su interior esta vacuola se fusiona con lisosomas y se degrada el material ingerido. Estas actividades que comprenden cambios de forma de la membrana, formación de vesículas y el traslado de éstas, requieren que las células gasten directamente energía, lo que hace a la endocitosis un tipo de transporte activo, lo mismo que a la exocitosis.
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La alternativa correcta es D Es incorrecto que sea una anafase I meiótica esto porque se están separando cromátidas hermanas y hermanas y esto corresponde a anafase II meiótica. meiótica. En la anafase II se separan cromosomas homólogos.
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La alternativa correcta es B Si el agricultor desea tener mayor variedad de plantas debe escoger semillas de alfalfa porque éstas son producto de reproducción sexual por lo tanto, le asegura variabilidad genética. genética. Por el contrario, es escoger tallos de rosa, estacas de pino, raíces injertadas de uva o papas, no tendría variedad genética, ya que obtendrá solo clones de cada uno de ellos.
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La alternativa correcta es A Una molécula de ADN que experimenta tres procesos replicativos originará: 6 moléculas de ADN de hebras nuevas y 2 mixtas (hebra original y hebra nueva) Recuerde que la replicación del ADN es SEMICONVERVATIVA. Solución: Se asimilará este problema a la siguiente situación: Usted tiene ADN en un medio con N 15 pesado y lo cambia a un medio con N 14 y allí experimenta tres replicaciones.
1a replicación
2a replicación
3a replicación
6 moléculas de ADN con N14 (hebras nuevas para la pregunta de la prueba)
2 hebras mixtas con hebras N15 y N14 (con hebras nuevas y viejas en el problema de la prueba
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La alternativa correcta es C El ADN se encuentra en la matriz mitocondrial por lo tanto del exterior hasta llegar se debe atravesar: Matriz celular, membrana celular, membrana externa del mitocondrias, membrana interna del mitocondrias. La matriz extracelular se puede definir como el entramado de fibras proteicas y de polisacáridos que mantienen la cohesión de los órganos y tejidos, y permiten el anclaje de las células a través de su cubierta. 3
9.
La alternativa correcta es A El plasmocito diferenciado corresponde a un linfocito B que encontró su antígeno y experimentó la selección clonal que incluye un proceso de multiplicación y diferenciación. Producto de esta diferenciación se originan las células plasmáticas y células memoria. La pregunta se refiere a las células plasmáticas que poseen un gran RER que sintetiza anticuerpos contra el antígeno encontrado, los transporta y los libera al encontrarse nuevamente con dicho antígeno. O T N E E D I M E I C S O A N F O C E R
Cada célula B fabrica un anticuerpo específico diferente y lo despliega sobre su superficie
Esta célula fabrica un anticuerpo que se une a este antígeno específico Antígeno no proteico
Población de células B específicas
…que estimula a la célula a dividirse… N E Ó D I C E A S V I A T F C A
…dando como producto un clon de células
Plasmocito diferenciado (célula plasmática) A R O T C E F E E S A F
Proliferación
Diferenciación
Células plasmáticas
Células de memoria
Anticuerpos Unas pocas células se dividen a una velocidad baja, perpetuando el clon. Éstas se denominan células de memoria
Algunas evolucionan a células plasmáticas (efectoras) que secretan anticuerpos que se unen al antígeno
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10. La alternativa correcta es C La extracción del aparato de Golgi no permitiría a la célula transportar sustancias en vesículas para su expulsión por exocitosis. Esto tendría un efecto negativo para la célula y también para el organismo que constituye, cuestión que se pasa a explicar. El aparato de Golgi mantiene un flujo constante de vesículas de transporte destinadas a la membrana plasmática, las proteínas y lípidos de las membranas de la vesícula se funden con los de la membrana celular, mientras que sus proteínas solubles (las que transporta), son secretadas al espacio extracelular donde incrementarán la matriz extracelular. La fusión de la vesícula con la membrana plasmática se llama exocitosis. El aparato de Golgi, en células especializadas además tiene la misión de condensar madurar, plegar y transportar en vesículas a hormonas, neurotransmisores y enzimas digestivas para ser secretadas por exocitosis, esto para cumplir funciones en diferentes órganos y tejidos del organismo. 11. La alternativa correcta es E La síntesis de las cadenas polipeptídicas es la segunda etapa observada en el dogma central, y es el proceso por el cual la información lineal, escrita con cuatro letras (A, U, G, C), se traduce en información tridimensional, escrita con 20 letras (20 aminoácidos). Si bien esta etapa es, en sus fundamentos, similar entre procariontes (bacterias) y eucariontes, existen diferencias. mRNA, el transportador de la información El mRNA es la molécula responsable de transportar la información lineal, que debe traducirse a información tridimensional (proteínas). En bacterias, el mRNA es traducido, sin mayor modificación, aun cuando su síntesis no haya concluido. Por esto, se puede decir que en bacterias la transcripción y traducción son eventos paralelos, que ocurren en un mismo compartimiento (en el citoplasma celular). En el caso de los eucariontes, los eventos de transcripción y traducción se hallan separados, espacial y temporalmente. Los mRNA se sintetizan fundamentalmente en el núcleo de la célula eucarionte y se combinan con diversas proteínas, formando complejos ribonucleoproteicos heterogéneos nucleares o hnRNP. 12. La alternativa correcta es B Durante la transcripción, el mRNA sufre un proceso de corte y eliminación de secuencias que no llevan información llamadas intrones, y el posterior empalme de los exones; secuencias que si llevan información. En un primer paso se unen al mRNA inmaduro unas pequeñas partículas de RNA nucleares asociadas con proteínas denominadas snRNP (del inglés, small nuclear ribonucleo-protein particles). Las snRNP se unen a secuencias cortas ubicadas entre los intrones y los exones. El proceso de splicing, catalizado por spliceosomas, ocurre solo en organismos eucariotas. Las secuencias que se eliminan son los intrones, mientras que las secuencias que permanecen y forman parte del mRNA maduro son los exones. 5
13. La alternativa correcta es D El ARN se diferencia estructuralmente del ADN, en una pentosa, la ribosa y una base nitrogenada pirimídica, el uracilo, en vez de timina. 14. La alternativa correcta es A Si se despolimerizan los microtúbulos no se va a formar el huso, que es necesario para mover los cromosomas hacia los polos, por tanto, los cromosomas no migran y se generaran células con cromosomas dobles y otras sin cromosomas. 15. La alternativa correcta es D El alto calor de vaporización significa que el agua requiere mucho calor para pasar de la fase líquida a la fase gaseosa, por lo que con poco agua se disipa gran cantidad de calor; con el calor específico elevado el agua absorbe mucho calor sin modificar su temperatura de manera relevante, por lo que actúa como un amortiguador térmico. 16. La alternativa correcta es E Como el glóbulo rojo carece de mitocondria, la única opción que tiene para obtener energía es el metabolismo anaerobio (fermentación láctica), que no consume O 2 ni libera CO2, pero si forma ATP, aunque en menor cantidad. 17. La alternativa correcta es A La hormona luteinizante (LH) producida en la adenohipófisis tiene como órgano blanco los ovarios donde estimula la síntesis y secreción del estrógeno. Los riñones, oviductos, endometrio y glándulas mamarias no tienen receptores para LH. 18. La alternativa correcta es D Las células de Leydig testiculares son las responsables de la producción de testosterona, estas poseen receptores para LH producido en la adenohipófisis que estimula la síntesis y secreción de la hormona testicular. Si hay una deficiencia de testosterona, ésta se puede explicar por una disminución de la LH o una deficiencia en la producción testicular. La neurohipófisis produce ADH y oxitocina. 19. La alternativa correcta es A Para poder ver los efectos de una variable siempre es necesario tener un blanco para poder comparar, en este caso se arman dos grupos el experimental, los expuestos a la luz UV y otro grupo en las mismas condiciones pero sin la variable, en este caso la luz UV.
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20. La alternativa correcta es C El déficit congénito de tiroxina produce cretinismo, que es un conjunto de síntomas que incluye retardo mental, disminución del crecimiento, entre otras cosas. La deficiencia de yodo y no el exceso es el que provoca hipertrofia de la tiroides. El aumento de GH, hormona del crecimiento, produce acromegalia. 21. La alternativa correcta es A Mecanoreceptores: Excitables por estímulos mecánicos. Son los receptores del tacto, del oído, del equilibrio y de la presión sanguínea (barorreceptores), entre otros. Termorreceptores: Aquellos excitables por cambios de temperatura. Son los receptores de frío y calor. Barorreceptores: son sensibles a los cambios de presión sanguínea. Nociceptores: Aquellos excitables por estímulos exacerbados de variada naturaleza. Son terminaciones nerviosas libres cutáneas. 22. La alternativa correcta es D Al consumir agua potable en exceso se bloquea la liberación de ADH por lo que se deja de reabsorber agua y se excreta en mayor cantidad (poliuria). La secreción elevada de ADH aumenta la permeabilidad de los túbulos colectores por lo que reabsorción de agua aumenta. Una hemorragia implica una gran pérdida de líquido lo que desencadena liberación de ADH. El consumo de agua de mar genera un cambio osmótico a nivel del tracto digestivo provocando una fuerte diarrea. 23. La alternativa correcta es B La glucosa se filtra y se reabsorbe totalmente, no se secreta por lo que no es posible encontrar glucosa en la orina en un individuo sano. 24. La alternativa correcta es C La hormona más importante en el ayuno es el glucagón, actúa en el hígado estimulando la glucogenolisis, transformación de glucógeno a glucosa, liberando esta última a la sangre. La insulina es una hormona hipoglicemiante por lo que su efecto se evidencia en después de una comida rica en carbohidratos. La tiroxina está asociada a la mantención del metabolismo basal. La adrenalina tiene un efecto hiperglicemiante pero en situaciones de estrés. 25. La alternativa correcta es E El gráfico 1 presenta una glicemia basal elevada y además una curva decaimiento de la glicemia muy lenta lo que se explica por falta de insulina en la sangre situación que se da un una diabetes mellitus. 7
26. La alternativa correcta es E Las píldoras anticonceptivas, bloquean el eje hipotálamo-hipófisis, por lo que las gonadotrofinas disminuyen su nivel los ovarios entran en reposo por lo que no hay ovulación. El condón y la T de cobre son de barrera, la vasectomía es el corte del conducto deferente y el método de Billings es un método natural de control de natalidad. 27. La alternativa correcta es A Los anticuerpos no están involucrados en ningún tipo de lisis celular. Cuando los antígenos reaccionan con los anticuerpos forman complejos antígeno-anticuerpo. La unión se produce mediante enlaces débiles (fuerzas de Van der Waals, interacciones electrostáticas, interacciones hidrofóbicas) y es, por lo tanto reversible. Existen diferentes tipos de reacción antígeno anticuerpo: • •
•
•
Reacción de precipitación: se forman complejos antígeno-anticuerpo insolubles por la reacción entre antígenos y anticuerpos solubles (denominados precipitinas). Reacción de aglutinación: agregación o agrupación de células como resultado de su interacción con anticuerpos específicos denominados aglutininas (antígenos=aglutinógenos, en este caso). Reacción de neutralización: la unión antígeno-anticuerpo bloquea la actividad del agente patógeno. Ocurre principalmente en virus, que pierden así la capacidad de fijarse a la célula huésped. Reacción de opsonización: la unión de los anticuerpos (opsoninas) a la superficie del patógeno favorece la fagocitosis.
28. La alternativa correcta es A La drogadicción es un problema social grave y creciente en nuestra sociedad occidental y, en particular, en Chile. Es una enfermedad mental, que consiste en que la persona depende del consumo de la droga para sentirse bien. El uso crónico de cualquier droga, produce adicción. Es decir, el uso repetido evidencia la tolerancia y la dependencia. A medida que se instala la dependencia, el consumo pasa a ser regular y el individuo fracasa reiteradamente en el intento de cesar o reducir el consumo. La dependencia es distinta en diferentes personas; muchas personas son capaces de consumir sustancias adictivas con moderación o de forma ocasional, mientras que otras, tras un período breve se convierten en consumidores compulsivos, con una enorme dificultad para abandonar el consumo, en estos casos si el individuo no adquiere la droga, experimentará una serie de signos y síntomas que acusan su dependencia física y psíquica. La dependencia manifiesta el llamado síndrome de deprivación, que es un conjunto de signos y síntomas característicos de la abstinencia de la droga de abuso.
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29. La alternativa correcta es C La inmunización es una técnica de medicina preventiva cuyo objetivo consiste en procurar resistencia inmune frente a un organismo infeccioso, activando de forma artificial una respuesta inmune adaptativa. Con este fin, se inocula al individuo una forma del organismo patógeno que no tiene capacidad de producir la enfermedad, pero sí de inducir la formación de anticuerpos. Se basa entonces, en la respuesta del sistema inmunitario a cualquier elemento extraño (antígeno) y en la memoria inmunológica. 30. La alternativa correcta es A Convergencia evolutiva es un término usado en Biología para describir el hecho de que dos especies (a menudo totalmente distintas) encuentran las mismas soluciones a problemas del medio, aun cuando sus “materiales” son diferentes. Esto queda evidenciado por el reconocimiento de órganos análogos. Estos son estructuras funcionalmente similares, pero que difieren en su origen embrionario y en sus características estructurales. Dichos órganos se presentan en seres vivos, los cuales, a pesar de ser morfológicamente muy distintos y haberse desarrollado de grupos ancestrales diferentes, tienen una cierta semejanza con estructuras adaptadas a una misma función, por ejemplo las alas de un insecto y de un ave. 31. La alternativa correcta es B Primera ley de Mendel o de la segregación (Monohibridismo). Enunciado de la ley: “Los factores (genes alelos) para cada carácter segregan o se separan (anafase I) en iguales proporciones en el momento de la formación de gametos y terminan por lo tanto en distinta descendencia”. El rasgo posición de la flor es uno de los siete caracteres mendelianos. Meden estableció el patrón hereditario inicialmente con el rasgo color de semilla y fue demostrado con los otros seis caracteres. El polen de la planta progenitora aporta a la descendencia un alelo para el rasgo flor axial (A), y el óvulo de la otra planta progenitora aporta el otro alelo para el rasgo flor terminal (a) de la semilla; de los dos alelos, solamente se manifiesta aquel que es dominante (A), mientras que el recesivo (a) permanece oculto. Los dos alelos distintos para el rasgo posición de la flor presentes en los individuos de la primera generación filial (F1), no se han mezclado ni han desaparecido, simplemente ocurría que se manifestaba solo uno de los dos. Cuando el individuo de fenotipo flor axial (genotipo Aa) formaba los gametos, se separaban sus alelos mediante el proceso de meiosis, de tal forma que en cada gameto solo está presente uno de los alelos y así se pueden explicar los resultados obtenidos. AA x aa F1 A A a Aa Aa a
Aa Aa
Aa x Aa F2 A a A AA Aa a Aa aa
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32. La alternativa correcta es D Primera ley de Mendel o de la segregación (Monohibridismo). Enunciado de la ley: “Los factores (genes alelos) para cada carácter segregan o se separan (anafase I) en iguales proporciones en el momento de la formación de gametos y terminan por lo tanto en distinta descendencia”. A partir de sujetos de líneas puras (homocigotos) toda la descendencia presenta el rasgo dominante. AA x aa F1 A A a Aa Aa a Aa Aa
33. La alternativa correcta es A Evidencias del registro fósil. El registro fósil revela una sucesión de patrones morfológicos en los que las formas más simples generalmente preceden a las más complejas. Los fósiles se encuentran en rocas sedimentarias, que en su época fueron sedimentos, como barro o arena, que fueron depositados en los océanos, lagos, lagunas, ríos, arroyos. Los estratos corresponden a capas en las que se disponen las rocas sedimentarias. Se forman por acumulación, compactación y cementación de sedimentos. Esta acumulación se produce en zonas determinadas llamadas cuencas sedimentarias. Puesto que en una cuenca sedimentaria se acumulan sedimentos continuamente, los que quedan por debajo van convirtiéndose en roca. Por eso, la transformación se produce de forma que las rocas se disponen en capas. Las rocas sedimentarias tienden a depositarse en estratos horizontales, los más jóvenes se asientan sobre los más viejos. Estos estratos al quedar expuestos muestran depósitos sucesivos de conchas marinas, y en los estratos más recientes aumenta el porcentaje de especies modernas. No tan solo estructuras, sino también procesos, y adaptaciones de formas básicas, que los organismos han experimentado durante millones de años.
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34. La alternativa correcta es B Primera ley de Mendel o de la segregación (Monohibridismo). Enunciado de la ley: “Los factores (genes alelos) para cada carácter segregan o se separan (anafase I) en iguales proporciones en el momento de la formación de gametos y terminan por lo tanto en distinta descendencia”. La planta de maíz albina es de genotipo homocigoto recesiva. La planta de maíz verde es de genotipo homocigoto dominante. Así se justifica que toda la F 1 presente el genotipo dominante y sea heterocigota. AA x aa F1
A
A
a
Aa
Aa
a
Aa
Aa
Al ser heterocigotas las plantas de F1, la descendencia generada por el cruce entre ellas arroja la proporción fenotípica 3:1. Aa x Aa F2 A a A AA Aa a Aa aa
35. La alternativa correcta es A ESPECIACIÓN Y AISLAMIENTO REPRODUCTIVO Las especies son grupos de poblaciones naturales que se entrecruzan o pueden entrecruzarse y se encuentran reproductivamente aislados de otros grupos similares. La clave de esta definición lo constituye el aislamiento reproductivo. Las especies experimentan el aislamiento reproductivo de diversas formas, el caso es impedir el intercruzamiento entre especies distintas cuya distribución geográfica se superpone. Varios mecanismos de aislamiento reproductivo bloquean la posibilidad de que dos individuos de dos especies diferentes se entrecruzan. Unos mecanismos actúan previos a la fecundación llamados precigóticos o de preapariamiento y postcigóticos o de postapareamiento. El ejercicio da cuenta de la barrera postcigótica denominada ESTERILIDAD HÍBRIDA. Nace el híbrido producto de la relación interespecífica pero este a su vez no puede procrear, es estéril. Un conocido ejemplo lo representa la mula, descendencia híbrida de una yegua (2n = 64) y un burro (2n = 62). La esterilidad de la mula (2n = 63), se da porque en la meiosis los cromosomas no pueden aparearse.
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36. La alternativa correcta es C El cruzamiento de prueba o retrocruza sirve para diferenciar el individuo homocigoto del heterocigótico y consiste en cruzar el fenotipo dominante (proveniente, por ejemplo, de un individuo de la F 1) con la variedad homocigota recesiva (aa):
Si es homocigótico, toda la descendencia será igual. AA x aa F1
A
A
a
Aa
Aa
a
Aa
Aa
Si es heterocigótico, en la descendencia volverá a aparecer el carácter recesivo en una proporción del 50%. Aa x aa F1
A
a
a
Aa
aa
a
Aa
aa
37. La alternativa correcta es E Se llama ecotono al espacio físico en donde los ecosistemas que lo componen están en tensión. El ecotono se presenta en el área de transición entre dos o más ecosistemas o comunidades ecológicas diferentes. En general, en los ecotonos habitan especies nativas de las diferentes comunidades pero, en ocasiones, suelen hallarse organismos especiales. Es frecuente que la ruptura entre dos comunidades marque un límite claro, que se denomina “borde”; de lo contrario, se presenta una zona intermedia que gradualmente va efectuando una transición de una zona a la otra. Habitualmente, la cantidad de especies y la densidad de población de ciertas especies son más altas en el ecotono que en las comunidades biológicas que lo rodean, debido a los efectos de los nichos ecológicos que comparten ambas comunidades diferentes entre sí. Por consiguiente, el ecotono marca la zona de mayor interacción entre los ecosistemas vecinos, y se considera esta área como de gran riqueza biológica.
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38. La alternativa correcta es C Los organismos emplean el nitrógeno en la síntesis de proteínas, ácidos nucleicos (DNA y RNA) y otras moléculas fundamentales del metabolismo. Su reserva fundamental es la atmósfera, en donde se encuentra en forma de N2, pero esta molécula no puede ser utilizada directamente por la mayoría de los organismos (excepto algunas bacterias). El ciclo del Nitrógeno ocurre a través de cinco etapas: A Fijación de Nitrógeno. Puede ocurrir por la acción de los relámpagos o por la actividad de ciertas bacterias, que incorporan el nitrógeno atmosférico a las plantas (fijación biológica del nitrógeno). Las bacterias convierten el nitrógeno gaseoso (N2) en amoniaco (NH3) o nitratos (NO3-). B Amonificación. Algunas bacterias utilizan el nitrógeno de los desechos animales, así como las plantas y animales en descomposición, para fabricar sus propias proteínas, liberando al suelo el nitrógeno que no utilizaron en forma de amoniaco (NH 3) o amonio (NH4+). C Nitrificación. En el suelo, otro grupo de bacterias transforman el amoniaco y el amonio en nitrito (NO2-), el que luego es transformado en nitrato (NO3-). D Asimilación. Los vegetales absorben el nitrato del suelo y lo utilizan para fabricar proteínas, las que pasan a los animales a través de la cadena alimentaria. El ciclo se reinicia con los desechos de animales o cuando animales y vegetales mueren. E Desnitrificación. Parte del nitrato presente en el suelo se pierden en el proceso de desnitrificación, a través de la cual algunas bacterias transforman el nitrato el nitrógeno gaseoso y lo liberan a la atmosfera. Según el esquema del ejercicio, X, Y y Z, corresponden respectivamente a las etapas de fijación, nitrificación y desnitrificación.
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39. La alternativa correcta es A En la naturaleza, muchas poblaciones presentan un crecimiento exponencial solo en la primera parte de su fase de crecimiento, ya que el ambiente limita sus capacidades de expresión. Este conjunto de factores ambientales que limitan el crecimiento poblacional se denomina resistencia ambiental (por ejemplo: escasez de alimento, de espacio, de oxígeno, luz, etc.). Esta resistencia determina la capacidad de carga (K ), que corresponde al número total de individuos que es capaz de soportar el ambiente. La curva que describe este tipo de crecimiento se conoce como crecimiento logístico o sigmoideo (S).
Crecimiento de tipo logístico
En el crecimiento logístico, hay una fase inicial en la que el crecimiento de la población es relativamente lento (1), seguido de una fase de aceleración rápida (crecimiento logarítmico) (2). Luego, a medida que la población se aproxima a la capacidad de carga del ambiente, la tasa de crecimiento se hace más lenta (3 y 4) y finalmente se estabiliza (5), aunque puede haber fluctuaciones alrededor de la capacidad de carga. 40. La alternativa correcta es C Existen sustancias contaminantes que se incorporan a un organismo y no pueden ser excretados. Permanecen en el cuerpo en un estado invariable y se añaden durante toda la vida del organismo. Esto se conoce como bioacumulación. Los productos químicos dispersos en el medio ambiente acaban siendo almacenados en el tejido graso de los organismos vivos. La bioacumulación se produce cuando estos productos son trasmitidos a lo largo de la cadena alimenticia, por lo que acaban siendo acumulados, llegando a producirse concentraciones miles de veces superiores a la cantidad inicial que se encontraba en el ambiente. Por ello, el ser humano, que se alimenta de otros seres que se encuentran por debajo suyo en la cadena alimenticia y que han acumulado en sus organismos estas sustancias, absorbe grandes concentraciones de productos que tardan años en disolverse y que pueden conllevar graves riesgos para la salud. 41. La alternativa correcta es C Los estudios de la atmósfera con satélites surgieren que la capa de ozono se está “adelgazando” de manera gradual desde 1975. La destrucción del ozono atmosférico se debe, en gran parte, a la acumulación de compuestos cloroflurocarbonados (CFC), utilizados para refrigeración, como propelentes en aerosoles y en ciertos procesos industriales. Cuando los productos de degradación de estas sustancias químicas se elevan a la estratósfera, el cloro contenido en ellas reacciona con el ozono y lo reduce a O2 molecular. Las reacciones químicas siguientes liberan radical cloro y éste reacciona con otras moléculas de ozono en una reacción catalítica en cadena. 14
42. La alternativa correcta es A Se consideran heterótrofos a todos los seres vivos que requieren de otros para alimentarse, es decir, que no son capaces de producir su alimento dentro de su organismo si no que deben consumir elementos de la naturaleza ya constituidos como alimentos, ya sintetizados por otros organismos. Entre los heterótrofos más destacados sobresalen todos los animales, las bacterias y el ser humano. 43. La alternativa correcta es D En este esquema de una hoja donde el proceso A corresponde a la materia prima O2 y el proceso B corresponde a producto CO2.
Considerando que en la célula vegetal se efectúan los procesos de fotosíntesis y respiración celular, entonces es coherente que para el proceso A sea fotosíntesis y para el proceso B sea respiración celular. Fotosíntesis: 6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2 Respiración Celular: C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O 44. La alternativa correcta es C RELACIONES INTERESPECÍFICAS Cuando dos especies de un ecosistema tienen actividades o necesidades en común es frecuente que interactúen entre sí. Puede que se beneficien o que se dañen o, en otros casos, que la relación sea neutra. Se genera competencia cuando ambas poblaciones tienen algún tipo de efecto negativo una sobre la otra. Es especialmente acusada entre especies con estilos de vida y necesidades de recursos similares. Ejemplo: poblaciones de paramecios creciendo en un cultivo común o escarabajos de la harina y el arroz. Las poblaciones A y B entran en competencia por algún recurso común, pero la gráfica indica que es la población B la más efectiva en la obtención del recurso, causando la disminución de la población B.
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SOLUCIONARIO ENSAYO EX CÁTEDRA Nº 1 MÓDULO QUÍMICA COMÚN
45. La alternativa correcta es B Números cuánticos: n: es el nivel de energía donde se ubica el electrón, representa la distancia entre el núcleo y el electrón. l :
matemática es la solución a la ecuación de Schrödinger y se entiende como probabilidad de encontrar un electrón. Físicamente es la zona del espacio donde existe la mayor probabilidad de encontrar a un electrón.
m: son las posibles orientaciones espaciales del orbital ocupado por ele electrón. s:
corresponde al giro del electrón respecto de su eje de rotación (se trata de 2 momentos angulares que se asocian a su movimiento).
46. La alternativa correcta es C El oxígeno presenta configuración electrónica, en estado basal, 1s2, 2s2 2p4, por lo tanto, n puede tener valores 1 o 2 dependiendo del electrón que se analice. El valor del número cuántico m depende del valor que presente el número cuántico l , recordar que: m toma valores desde –l, pasa por cero hasta +l Por lo tanto, si l toma valor 0 (cero), m también toma valor 0 (cero). Por esta razón la opción C es la que presenta valores incorrectos.
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47. La alternativa correcta es E Respecto al comportamiento de la energía de ionización dentro del sistema periódico se sabe que:
Metales
No-Metales
Gases Nobles
Energía de Ionización
De esto se deduce que los metales del grupo I-A serán los que presenten menor valor de energía de ionización, mientras que los gases nobles tendrán los valores más altos. De lo anterior se deduce correctamente que: I) X e Y son gases nobles. Correcto, pues presentan valores máximos. II) Z, R y X son del mismo período. Correcto, pues sus valores de Z van desde 5 hasta 10 (elementos del segundo período). III) Z y L corresponden a elementos metálicos. Correcto, pues presentan valores mínimos y corresponden a elementos del grupo I-A.
48. La alternativa correcta es E H3C P
CH3
H3C
Respecto del átomo de fósforo se deduce que: I) tiene valencia 5. Incorrecto, la valencia es 3 (sólo 3 de sus 5 electrones de valencia participan en el enlace). II) presenta hibridación sp3. Correcto, el fósforo es un átomo no-metálico que sólo presenta enlaces simples, esto caracteriza a una hibridación sp 3 en un no-metal. Presenta 3 enlaces formales y 1 par de electrones sin enlazar (hibridación clásica para geometrías piramidales). III) enlazó sólo 3 de sus electrones. Correcto, de acuerdo con el punto I, el átomo de fósforo presenta 5 electrones de valencia y 2 de ellos se clasifican como NO enlazantes, de modo que solo 3 se enlazan.
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49. La alternativa correcta es E De acuerdo con las alternativas, en la opción E se verifica que:
H
Be
H
El berilio pertence al grupo II-A solo posee 2 electrones de valencia al formar enlaces ocupa ambos electrones no puede tener electrones no-enlazantes.
Sólo esta opción es incorrecta.
50. La alternativa correcta es A Opciones: La polaridad de un enlace depende principalmente de los valores de electronegatividad que presentan los átomos participantes. Sin embargo, esto no implica conocer los valores tabulados pues se puede estimar una diferencia de electronegatividades atendiendo a la posición de los átomos en la Tabla Periódica. Lo anterior, permite establecer qué enlace es más polar: • • •
Primeramente se verifica que todos los enlaces que se presentan contienen carbono, por lo tanto basta con analizar los átomos unidos a éste. El enlace C-C será el menos polar pues la diferencia de electronegatividad será cero. El flúor es el átomo con mayor valor de electronegatividad, de modo que el enlace C-F es el que presenta mayor polaridad, luego vendrá el enlace C-O (oxígeno es el segundo elemento con mayor valor de electronegatividad). Finalmente el enlace C-H tendrá menor polaridad que C-F y C-O.
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51. La alternativa correcta es C Radical es una porción molecular que está anexada a la cadena asumida como principal. El nombre terbutilo no es IUPAC, sin embargo es aceptado y ampliamente usado. El análisis del nombre nos indica la estructura que posee: terbutilo
terbutilo Radical de 4 carbonos
Dentro de su estructura posee un carbono terciario
Este radical tiene 4 carbonos
H 3C
C
CH3
Este carbono del radical es terciario.
CH3 terbutilo
52. La alternativa correcta es E Las aminas se clasifican de acuerdo a la cantidad de radicales (cadenas de carbonos) unidos al nitrógeno R
N
H
R
H
N
H
R
R
Una cadena Amina primaria
I)
CH
H2C
CH2
Dos cadenas Amina secundaria
, sólo 1 cadena, amina primaria.
H3C CH
II)
CH2
H3C
NH2
, sólo 1 cadena, amina primaria. CH3
H3C
III)
C CH3
R
R
NH2 H2C
N
NH2
, sólo 1 cadena, amina primaria.
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Tres cadenas Amina terciaria
53. La alternativa correcta es C Cuando se numera una cadena insaturada debe darse prioridad al doble enlace por sobre los radicales. De esta forma: 7
3-hepteno
6 4
5
2 3 5-metil
1
5-metil-3-hepteno
54. La alternativa correcta es B Isómeros: Moléculas distintas con la misma fórmula molecular. O
3-pentanona
H3C
CH2
CH2
C
C5H10O
CH3
Opciones: O H3C
ácido pentanoico
CH2
CH2
CH2
C5H10O2
C OH
O
3-metil-2-butanona
CH3
CH3 C5H10O
CH
C
CH3 O
2-etil pentanal
C
CH
H
CH2
CH2
CH2
CH3
C7H14O
CH3
O
propanoato de etilo
etil metil éter
H3C
CH2
CH3
C
CH2
20
O
O
CH2
CH3
CH3
C3H8O
C5H10O2
55. La alternativa correcta es A La hidrólisis de un éster genera como productos un ácido carboxílico y un alcohol. De este modo si uno de esos productos es el siguiente ácido carboxílico: O 5 H3C
4
3 OH
1
2 CH3 metil
Entonces el éster de origen debe ser: O
CH3 O 1
2 3
H3C
4
5
CH3 metil
56. La alternativa correcta es D La masa molar del etano es C = 12 g/mol , H = 1 g/mol C2H6 = (2·12) g/mol + (6·1) g/mol = 30 g/mol De lo anterior, se deduce que 15 gramos de etano corresponden a 0,5 moles. Por lo tanto, si en 1 mol de etano hay 6,02·10 23 moléculas, entonces en 0,5 moles de etano habrán 0,5·6,02·1023 moléculas.
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57. La alternativa correcta es C S (g/100 g H2O)
58
45 32 27
30
50
70
85
T (°C)
En la gráfica se aprecia que, a 30°C, la cantidad máxima de soluto que puede disolverse en 100 gramos de solvente es de 27 gramos, en este punto la solución se encuentra saturada (máxima cantidad de soluto disuelta a esa temperatura). Por lo tanto, si la solución tiene disueltos 32 gramos de soluto, se encontraría sobresaturada.
58. La alternativa correcta es A Algunas definiciones: M=
moles de soluto litros de solución
moles de soluto =
masa de soluto masa molar del soluto
En una mezcla de soluciones la masa final de soluto viene dada por: Masa de soluto = 80g + 160g = 240g Como la masa molar de NaOH es 40 g/mol, entonces:
moles de soluto =
240 g g 40 mol
=
6 moles
El volumen final de la solución es: 2L + 1L = 3Litros, por lo tanto: M=
6 moles 3L
=
2M
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59. La alternativa correcta es B En el dibujo se observa que ambos vasos contienen igual cantidad de soluto
10 unidades de soluto
10 unidades de soluto
Sin embargo, el vaso 2 tiene menor cantidad de solvente y por lo tanto presentará una mayor concentración (proporción soluto/solución). Las propiedades coligativas indican que a mayor concentración de una solución tendrá: • • • •
Menor presión de vapor. Menor punto de congelación. Mayor punto de ebullición. Mayor presión osmótica.
De esta forma el vaso 2 (el más concentrado) tendrá un menor punto de congelación (luego el vaso 1 tendrá mayor punto de congelación). 60. La alternativa correcta es E El punto de ebullición de las soluciones acuosas depende de la concentración (molalidad) que éstas presenten, por lo tanto:
∆t =K eb ⋅ m o bien ∆t =K eb ⋅
mol Kg
Donde: Keb es la constante ebulloscópica del agua. m es molalidad de la solución, moles de soluto / 1 kilogramo de solvente. Por lo tanto, si dos soluciones acuosas presentan el mismo punto de ebullición es porque presentan la misma concentración molal.
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61. La alternativa correcta es D Las disoluciones homogéneas son aquellas mezclas en donde el soluto es indistinguible a simple vista del solvente. En las heterogéneas, en cambio, el soluto y el solvente no aprecian como una unidad y se pueden diferenciar. El suero fisiológico es una solución homogénea donde hay electrolitos compatibles con los seres vivos, incluso a veces contiene ciertas cantidades de glucosa para entregar una fuente de energía al paciente que lo requiere. Jalea, humo, mayonesa y jugo de naranja natural, por el hecho de ser soluciones donde se aprecia turbiedad o presencia de pequeños compuestos sólidos no disueltos, se consideran soluciones heterogéneas. 62. La alternativa correcta es B La conductividad eléctrica de una solución acuosa depende de la cantidad de iones disueltos, por lo tanto: Glucosa: hay 7 moléculas y no se disocian, la conductividad es baja debido a que sólo conduce debido a la polaridad de la molécula.
7Glucosa(s)
→
7Glucosa(ac)
NaOH: disocia generando los iones Na + y OH-. En el ejemplo se producen 6 iones:
3NaOH(s)
→
3Na+(ac) + 3OH(ac)
CaCl2: se disocia formando los ionesCa +2 y Cl-. En el ejemplo se generan 9 iones:
3CaCl2(s)
→
3Ca+2 + 6Cl(ac) (ac)
De acuerdo con lo anterior, la mayor conductividad eléctrica debe darse en la solución de CaCl2.
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Curso: Ciencias
SOLUCIONARIO ENSAYO EX CÁTEDRA Nº 1 MÓDULO FÍSICA COMÚN
63. La alternativa correcta es E Según lo expresado en el enunciado de la pregunta es posible asumir que el fenómeno ondulatorio que ocurre en la onda es la refracción debido a que se duplica la longitud de onda manteniendo constante la altura o frecuencia de la misma. Como en este fenómeno ondulatorio, tanto la frecuencia y el período, permanecen constantes, la longitud de la onda y la rapidez de propagación variarán en forma directamente proporcional, razón por la cual la respuesta correcta es la alternativa E.
64. La alternativa correcta es B Al ser el sonido una onda mecánica, esta requerirá de un medio para propagarse y por lo tanto mientras más compacto sea el medio esta onda viajará más rápidamente. De esta forma es correcto decir que el sonido viajará más rápido en los sólidos luego en los líquidos y por último en los gases.
65. La alternativa correcta es A El fenómeno que ocurre es el de la difracción de la luz, ya que ésta al rodear al obstáculo produce sombras en torno al objeto y hace que se vea difuso. Este fenómeno también sirvió para proclamar que la luz se comporta como onda.
66. La alternativa correcta es C La luz es una onda electromagnética, es decir, puede viajar por sólidos, líquidos, gases y por el vacío. Además se puede reflejar, refractar, sufrir interferencia, difracción, efecto Doppler y polarización (por ser también transversal). Mientras que el sonido es una onda mecánica, es decir, necesita de un sólido, líquido o gas para poder propagarse. Además puede sufrir los mismos fenómenos que la luz, excepto polarización ya que el sonido es longitudinal. Por lo tanto, las aseveraciones I) y II) son incorrectas y solamente la afirmación III) es correcta.
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67. La alternativa correcta es A Para que un cuerpo se vea de cierto color, éste cuerpo debe reflejar la longitud de onda de dicho color y las demás longitudes de onda las absorbe. Por lo tanto, al iluminar la bandera de Japón con luz monocromática verde, la parte blanca se verá ahora verde ya que antes reflejaba todos los colores y ahora refleja solo la longitud de onda verde, mientras que el círculo rojo ahora se verá negro ya que antes reflejaba solamente la longitud de onda roja y ahora no es capaz de reflejar ninguna longitud de onda. Por lo tanto la alternativa correcta es A.
68. La alternativa correcta es A El gráfico posición versus tiempo de la pregunta muestra el comportamiento de la posición de un móvil en función del tiempo que se mueve sobre una línea recta. Recordar además que la pendiente de la curva de dicha gráfica indica la velocidad (o rapidez) del móvil. A partir de esto, se analizarán cada una de las siguientes afirmaciones: I) Recordando la definición de velocidad media se tiene que: vm =
x ∆t
∆
Es decir, para conocer el signo de la velocidad media basta conocer el signo del desplazamiento. Y como (de acuerdo a la gráfica) el desplazamiento es de -10 m, entonces la velocidad media es negativa. II) La relación gráfica entre posición y tiempo es una línea recta, y en este gráfico la pendiente representa la velocidad del cuerpo. Así, la gráfica nos está indicando además que la velocidad con la cual se mueve el móvil es constante. Y si la velocidad de un cuerpo es constante no experimenta variación de la velocidad y por tanto su aceleración es nula III) Como la posición final del cuerpo (al cabo de t = 20 s) es 0 m y la posición inicial es de 10 m, el desplazamiento del móvil es -10 m.
69. La alternativa correcta es B Todo cuerpo que está cayendo libremente, se encuentra afectado por una aceleración constante cuya dirección y sentido es hacia el centro de la Tierra, llamada aceleración de gravedad. Esta aceleración constante, hace que los cuerpos cambien su velocidad en la misma razón por unidad de tiempo.
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70. La alternativa correcta es A
Consecuencia directa del Principio de la Inercia o Primera Ley de Newton: siempre que un cuerpo se mueva con velocidad constante, la Fuerza Neta que actúa sobre un cuerpo es cero. Como el bloque de masa 2 kg se desliza por una superficie horizontal con una velocidad constante de 2 m/s, la fuerza neta que actúa sobre el bloque debe ser cero.
71. La alternativa correcta es C
Analizando las distintas fuerzas que actúan sobre cada uno de los bloques podemos notar que sobre el bloque de masa m 1 actúa en dirección horizontal hacia la derecha la fuerza de 20 N que tira el sistema y en sentido contrario la tensión de la cuerda que une a ambos bloques. Aplicando la Segunda Ley de Newton para el cuerpo de masa m 1 se tiene:
FNETA 20 – 10 10
= = =
m1
=
m1 ⋅ a m1 ⋅ a m1 ⋅ a 10 a
De la misma forma, sobre el cuerpo de masa m 2 sólo actúa la tensión de la cuerda. Aplicando la Segunda Ley de Newton sobre el cuerpo m 2: FNETA 10 m2 Es decir, m1 = m2
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= = =
m2 ⋅ a m2 ⋅ a 10 a
72. La alternativa correcta es D El momento lineal inicial del sistema conformado por las dos masas corresponde a pi
=
M ⋅ 12
Debido a que ambos cuerpos finalmente se mueven juntos, el momento lineal final del sistema, después del choque corresponde a pf = (M + m) ⋅ 4
Donde m corresponde a la masa del segundo cuerpo. Como el choque se debe a fuerzas que se ejercen entre los cuerpos y no corresponden a fuerzas externas al sistema, el momento lineal se conserva y nos queda pi
pf M ⋅ 12 = (M + m) ⋅ 4 12M = 4M + 4m 4m = 8M m = 2M =
73. La alternativa correcta es D La pregunta hace referencia a la variación de temperatura en las tres escalas. Recordemos que a los 212 °F ebulle el agua, por lo tanto corresponde a los 100 °C, luego dice que esta temperatura disminuye llegando a los 0 °C, es decir la variación en Celcius fue de -100 °C. La variación de temperatura en la escala Celcius es igual a la variación en la escala Kelvin, ya que son escalas lineales, entonces la variación en Kelvin será -100 K.
74. La alternativa correcta es B En primer lugar, al mencionar que la sustancia está en un proceso a temperatura constante, deducimos que está en un cambio de estado o fase. Por otra parte, se menciona que la sustancia pasa a una fase de alta agitación molecular, aludiendo al estado gaseoso. Por estas razones la respuesta es la vaporización, que corresponde al cambio de fase de un estado líquido a un estado gaseoso.
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75. La alternativa correcta es A En la situación uno se describe a un desplazamiento de agua por diferentes temperaturas, en este caso la energía calorífica se está desplazando por un líquido, que define a la propagación por convección. En la segunda situación, el fuego de la antorcha emite radiaciones infrarrojas que llegan al rostro de la persona, aumentando su temperatura, este proceso se denomina radiación.
76. La alternativa correcta es B Analicemos las energías cinéticas de cada cuerpo: Primero, la energía cinética se define como: m ⋅ v2 Ec = 2
Donde m es la masa y v es la velocidad el móvil. Para la sustancia A, que tiene una masa M/2 y una rapidez v, la energía cinética será:
EC
M 2 ⋅ (v) = 2 2
A
EC = A
M ⋅ v2 4
Para la sustancia B, que tiene una masa M y una rapidez de v/2, tendrá una energía cinética de: v 2 M ⋅ 2 = 2
EC
B
ECB = 1 M 2
⋅
M
⋅
2
v2 4
v2 1 = E 4 2 CA
Podemos deducir que la energía cinética del cuerpo A es el doble de la energía cinética del cuerpo B, entonces Ec A : EcB = 2 : 1. 29
