Examen Resuelto Biologia UPV/EHU

PAIS VASCO / JUNIO 02. LOGSE / BIOLOGÍA / EXAMEN COMPLETO

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Elegir un tema de los dos propuestos A ó B, asimismo se elegirá un repertorio completo de cuestiones C ó D independientemente de la primera opción. El tema se valorará con 4 puntos y cada pregunta con 2 puntos. En cada pregunta se valorará la utilización de recursos gráficos, esquemas, tablas o fórmulas que ayuden a desarrollar las cuestiones planteadas.

1. (4p.) Elegir uno de los siguientes TEMAS: A o B embrana ana pl asmáti ca A. (4p.) M embr . Composición química y estructura. Modelos de membrana. Propiedades y funciones. Transporte activo. Adquisición de I nmu ni dad B (4p.) Adquisición . Inmunidad natural, defensas inespecíficas y específicas.. Inmunidad artificial, sueros y vacunas, Transplantes e inmunidad. específicas i nmunidad.

2. (6p.) Elegir uno de los siguientes grupos de cuestiones: C o D. C 1. (2p.) En el otoño del 2001 y tras el atentado de Nueva York se extendió la alarma sobre el posible uso de la llamada guerra biológica. En concreto se utilizó el agente llamado vulgarmente ántrax o carbunco ( Bacil lu s anthr acis cuyas esporas se cuyas acis) ) introducían en sobres y eran enviadas por correo. Tras estos episodios se puso en alerta a los servicios médicos, a fin de tratar de controlar los posibles ataques con tres tipos de agentes: ántrax, viruela y botulismo. a) (0,5p.) ¿Qué son las esporas bacterianas? bacterianas? ¿Qué importancia tienen en la transmisión de las enfermedades? b) (0,5p.) ¿Qué agente causa la viruela? Se ha afirmado que un ataque empleando el agente que causa la viruela provocaría una mortandad muy elevada. ¿Cuál sería la causa? c) (0,5 p.) Utili Utilizando zando la biotecnología podríamos lograr que microorganismos actualmente beneficiosos para el hombre llegaran a ser patógenos. ¿Cómo se podría lograr esta transformación? 2. (2p.) Responde brevemente a las dos cuestiones siguientes: a) (1p.) Mutacion Mutaciones es génicas y mutacion mutaciones es cromosómic cromosómicas. as. b) (1p.) Agentes mutagénicos. 3. (2p.) En la figura 2 se representan algunas actividades actividades fisiológicas de las células eucariotas. a) (1p.) ¿De qué actividades se trata? Con la ayuda de un esquema, explica los procesos que se muestran en la figura. b) (0,5 p.) Identifi Identifica ca las estructuras y orgánulos señalados con letras. c) (0,5 p.) Importancia Importancia y función de los lisosomas en estos procesos. D. 1. La Figura 1 nos muestra una serie de reacciones cíclicas que tienen lugar en el interior de un orgánulo celular (C 4, C5, y C6 son compuestos de 4, 5 y 6 átomos de carbono).

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a) ¿En qué orgánulo celular se producen estas reacciones? Dibuja este orgánulo e identifica sus partes. b) (1p.) ¿Qué proceso metabólico representa? ¿De dónde procede el acetil-CoA que entra en el ciclo? c) (0,5 p.) Indica a qué conjunto de reacciones metabólicas se incorporan las moléculas reducidas que se producen en el proceso representado en el esquema. ¿Qué molécula energética final origina ese conjunto de reacciones? 2. (2p.) Desde su nacimiento en 1997, Dolly ha estado presente en la vida científica internacional. Parece ser que la oveja ha envejecido prematuramente y todavía no se sabe cómo explicarlo ni interpretarlo. Últimamente se ha descubierto que la oveja padece artritis, una dolencia para la que aún es demasiado joven. a) (1p.) ¿Qué entendemos con el término clonación de un ser vivo? b) ¿Sería adecuado en un proceso de clonación utilizar células madre embrionarias y células adultas? Justifica tu respuesta. 3. (2p.) Responde brevemente a las dos cuestiones siguientes: a) (1p.) Diferencias entre virus, bacterias y protozoos. Ayúdate de gráficos y pon ejemplos de agentes patógenos en cada grupo. b) (1p.) Pared bacteriana. La tinción de Gram.

OPCION A 1. Solución: Del análisis bioquímico de las membranas plasmáticas aisladas se deduce que estas están compuestas por lípidos, proteínas y en menor proporción glúcidos: - Las membranas biológicas de las células eucariotas están compuestas por tres tipos de lípidos: fosfolípidos, glucolípidos y colesterol. Éstos se encuentran formando una bicapa lipídica que aporta la estructura básica a la membrana y actúa de barrera relativamente impermeable al flujo de la mayoría de las moléculas hidrosolubles. www.profes.net es un servicio gratuito de Ediciones SM


- Las proteínas median las diversas funciones de la membrana. La mayoría poseen estructura globular y según su posición en la membrana se clasifican en dos tipos: proteínas integrales transmembrana o intrínsecas , que están intercaladas o embebidas en la bicapa lipídica, y las proteínas periféricas o extrínsecas , que no atraviesan la membrana y generalmente se encuentran situadas en el exterior. Estas últimas se encuentran unidas a los lípidos de la bicapa mediante enlaces covalentes, o las proteínas transmembrana mediante puentes de hidrógeno. - Los glúcidos están representados por oligosacáridos que forman el llamado glicocálix en la superficie externa de la membrana. La gran mayoría están unidos covalentemente a los lípidos o a las proteínas formando glucolípidos y glucoproteínas respectivamente. En la actualidad el modelo de estructura de la membrana plasmática más aceptado es el “modelo del mosaico fl ui do ” propuesto por Singer y Nicolson en 1972. Según este modelo las membranas poseen lípidos, proteínas y oligosacáridos que se disponen formando una configuración de baja energía libre. Se dice que la membrana es un mosaico fluido, porque según este modelo las membranas biológicas son estructuras casi fluidas, dinámicas, en las que tanto los lípidos como las proteínas pueden realizar constantes movimientos de traslación lateral, de la bicapa lípidica, aunque los movimientos lípidos de una capa a otra o en “flipflop” son raros. Además, las membranas son estructuras asimétricas, puesto que la composición lipídica y proteica de sus dos caras es diferente de modo que refleja las diferentes funciones realizadas por las dos superficies. Los lípidos se encuentran formando una bicapa lipídica que aporta la estructura básica a la membrana y actúa de barrera relativamente impermeable al flujo de la mayoría de las moléculas hidrosolubles. Las moléculas están orientadas de forma que los grupos polares se dirigen hacia la fase acuosa, es decir, los de la capa exterior de la membrana hacia el medio extracelular y los de la capa interior hacia el citoplasma. Además de sus propiedades de autoensamblaje y auto-sellado, las bicapas lipídicas tienen otra característica que las convierte en una estructura ideal para las membranas celulares, esta característica es su fluidez, que permite que las moléculas lipídicas puedan desplazarse libremente por la membrana, en movimientos laterales o de rotación sobre sí mismos. El colesterol el encargado de regular la fluidez de la bicapa, ya que éste interfiere con las cadenas hidrocarbonadas de los ácidos grasos y les confiere rigidez, a la vez que impide que las cadenas se junten y agreguen.



La membrana plasmática desarrolla funciones muy importantes para la célula, entre ellas citamos las siguientes: 1.- Sirve de frontera física entre el medio intra y extracelular. 2.- Mantiene la permeabilidad selectiva, mediante el control del intercambio de sustancias entre el medio y la célula de modo controlado y selectivo. La mayor parte de las funciones que desempeña la membrana plasmática son responsabilidad directa de las proteínas que la componen. Éstas median diversas funciones: algunas sirven para el transporte de moléculas específicas hacia el exterior e interior de la célula; otras son enzimas que catalizan reacciones asociadas a la membrana, otras actúan de eslabones entre el citoesqueleto de la célula y la matriz extracelular, o bien actúan como receptores que reciben y traducen las señales químicas procedentes del entorno de la célula. El transporte activo es un mecanismo que permite, mediante moléculas transportadoras, el paso de sustancias a través de las membranas celulares en contra de gradiente electroquímico, por lo que es un proceso que requiere aporte energético que procede de la desfosforilación del ATP. Mediante este tipo de transporte, se consigue que las concentraciones extra e intracelulares de diferentes iones sean distintas. Un ejemplo de proteína transportadora es la ATPasa sodio y potasio o “bomba Na+/K +” que es un enzima que bombea 3 Na + al exterior de la célula e introduce 2 K +, por molécula de ATP que hidroliza a ADP + Pi. El transporte activo mantiene la diferencia de potencial existente entre la cara interna de la membrana (carga -) y la cara externa (carga +).

2. Solución: a) Las esporas bacterianas o endosporas constituyen una respuesta, de gran valor adaptativo, ante condiciones ambientales adversas. Son estructuras muy resistentes al calor, la desecación, la radiación, los ácidos, los desinfectantes químicos, etc. La formación de endosporas por parte de algunas bacterias patógenas constituye un grave problema médico. Estas estructuras de resistencia obligan a utilizar los medios más drásticos de esterilización para destruirlas y así evitar que transmitan enfermedades.

b) En nuestros días la vacunación se ha perfeccionado y se utiliza universalmente para producir inmunidad frente a una enfermedad infecciosa. En 1977, como consecuencia de un esfuerzo de vacunación coordinado por la OMS, se consiguió erradicar la viruela. La viruela está causada por un virus llamado el virus de la viruela. La viruela se transmite por el contacto directo con descargas respiratorias de una persona con la enfermedad ó el contacto con los objetos contaminados por un individuo enfermo. La viruela fue erradicada por el uso de una vacuna muy eficaz que se utilizó extensamente para prevenir nuevos casos. En el caso de un ataque imprevisto con el virus, ante la falta de vacunación sería necesario el rápido aislamiento de las personas con la enfermedad, la desinfección apropiada de los artículos contaminados por los pacientes y la vacunación de las personas con contacto directo ayudaron a prevenir la transmisión a otras.



c) En sentido amplio, la biotecnología es la disciplina basada en la utilización de los seres vivos o sus componentes, para realizar determinados procesos químicos con finalidad industrial o sanitaria. No obstante, en sentido actual, el término biotecnología deriva el de los importantes descubrimientos en el campo de la genética molecular, que han hecho posible el desarrollo de complejos procedimientos, denominados en conjunto ingeniería genética , y que permiten el aislamiento, modificación y expresión del material genético. La Biotecnología tiene, actualmente, su máxima expresión en la industria farmacéutica. Las técnicas de ingeniería genética reciben también el nombre de técnicas de AD N recombinante . Son un conjunto de técnicas desarrolladas para la manipulación de genes, cuyo objetivo fundamental es transferir estos genes de unos organismos a otros para obtener productos de interés u organismos con ciertas características deseadas. Por ejemplo, para obtener bacterias patógenas a partir de cepas inocuas utilizaríamos la técnica de clonación de ADN recombinante. Gracias a esta técnica podríamos insertar en el genoma bacteriano el gen que codifica una toxina, de modo que la bacteria la sintetizaría y podría así causar una enfermedad.

3. Solución: a) Las mutaciones génicas , también denominadas puntuales, son las que afectan a la secuencia de nucleótidos. Se pueden distinguir dos tipos de mutaciones génicas por: -

: Suponen alrededor del 20 % de las mutaciones génicas y consisten susti tución de bases en el cambio de una base del ADN por otra. : Pueden ser inserciones cuando consisten en la adición corr imi ento en l a pauta de lectur a de algún nucléotido en la molécula de ADN o delecciones cuando consisten en la pérdida de algún nucléotido en la molécula de ADN.

Las mutaciones cromosómicas también se denominan variaciones cromosómicas estructurales. La variación o alteración afecta a un fragmento cromosómico que incluye varios genes y por lo tanto algunas son detectables al microscopio gracias la técnica de bandeo de cromosomas por tinciones específicas. Las alteraciones en la ordenación de los genes sobre el cromosoma se producen por roturas durante la reproducción de las células germinales, de modo que al recomponerse los cromosomas rotos dan lugar a otros distintos de los originales. Hay varios tipos mutaciones cromosómicas producidas por delección, inversión, duplicación y translocación de fragmentos en los cromosomas.

b) Gran parte de las mutaciones se producen de manera espontánea, sin embargo, otras son causadas por la presencia en el medio de agentes físicos o químicos que pueden afectar a la estructura del ADN. Estas mutaciones se denominan inducidas y los agentes que las desencadenan son los agentes mutágenos . Los agentes mutágenos se clasifican en: - Agentes mutágenos físicos: Distinguimos entre radiaciones ionizantes (rayos X y los rayos γ ) y radiaciones no ionizantes (rayos ultravioleta (UV)) - Agentes mutágenos químicos: Ácido nitroso, agentes alquilantes, sustancias análogas a las bases nitrogenadas, y sustancias intercalantes. www.profes.net es un servicio gratuito de Ediciones SM


4. Solución: a) Las actividades fisiológicas representadas en la figura son procesos de digestión celular llevados a cabo por lisosomas y son: Autofagia, fagocitosis y exocitosis : La digestión celular es: 1. Intracelular : Los sustratos a digerir pueden ser: - externos: heterofagia : es una función de nutrición o también de defensa frente a las

infecciones (ej.: los leucocitos fagocitan bacterias), de limpieza (ej.: los macrófagos fagocitan restos), de reabsorción, de destrucción de sustancias, etc., mediante endocitosis ( fagocitosis o pinacitosis) - internos: autofagia: el sustrato es un constituyente celular (porciones de otros orgánulos, vacuolas,...). Además de renovar los orgánulos citoplasmáticos, los lisosomas intervienen en el desarrollo y remodelación de los tejidos durante la diferenciación embrionaria.

2. Extracelular : en ella los lisosomas vierten su contenido al exterior de la célula por exocitosis . b) Las estructuras y orgánulos señalados con números en la figura son los siguientes: A. Retículo endoplásmico liso. B. Vesícula autofágica. C. Lisosoma secundario. D. Cuerpo residual. E. Membrana plasmática. F. Fagosoma. G. Citoplasma. H. Bacteria. I. Aparato de Golgi. J. Retículo endoplásmico rugoso. K. Vesícula de endocitosis. c) Los lisosomas son orgánulos rodeados de membrana que contienen en su interior un conjunto de enzimas hidrolíticas capaces de degradar todo tipo de biopolímeros biológicos: proteínas, ácidos nucleicos, glúcidos y lípidos. Estas enzimas se sintetizan en el retículo endoplásmico rugoso y son transportadas, vía aparato de Golgi, hasta los lisosomas. Por ejemplo, vamos a ver la actuación de los lisosomas en la degradación de los productos incorporados en la célula por fagocitosis . Primero se incorpora la sustancia a degradar mediante fagocitosis con la formación de una endosoma o fagosoma. Los lisosomas primarios originados por el aparato de Golgi se unen al fagosoma con la consiguiente formación de un lisosoma secundario denominado heterofagosoma o vacuola heterofágica. Los lisosomas primarios vierten su contenido enzimático teniendo lugar así la degradación de la sustancia incorporada. Una vez finalizada la digestión, los productos resultantes o cuerpo residual atraviesan la membrana del lisosoma secundario y son en parte liberados al hialoplasma y en parte expulsados al exterior celular por un proceso de exocitosis . Los productos liberados al hialoplasma pueden ser utilizados para realizar la síntesis de componentes propios de la célula o ser catabolizados anaróbica o aeróbicamente para obtener energía. www.profes.net es un servicio gratuito de Ediciones SM

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