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CASTILLA-LA MANCHA / SEPTIEMBRE 00. LOGSE / BIOLOGIA / EXAMEN

COMPLETO

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Esta prueba consta de cuatro bloques de dos preguntas cada uno. El alumno debecontestar a una pregunta de cada bloque. Todas puntúan por igual.

BLOQUE 1

1. Describa brevemente (con un máximo de cuatro renglones) los siguientes conceptos:

1. Fructosa. 6. Glucogénesis.2. ARN mensajero. 7. Mitocondria.

3. Enlace peptídico. 8. Metabolismo.4. Glicerina. 9. Fotosíntesis.

5. Nucleótido. 10. Mutación.

BLOQUE 2

1. Respecto a las enzimas:

a) ¿A qué tipo de biomoléculas pertenecen y cuáles on sus componentes básicos?.

b) ¿Cómo influye en la una reacción enzimática la temperatura?.c) ¿Qué quiere decir que una enzima se ha saturado?.d) ¿Qué es un enzima regulador o alostérico?.

e) ¿Qué es un inhibidor?. Diferencie la inhibición mostrada en los dos esquemas de lafigura.

f) ¿Poseen diferentes niveles estructurales las enzimas?. ¿Cuáles?.

g) ¿Qué le ocurriría a una persona que careciera, por ejemplo, de la enzima quedegrada la lactosa de la leche?.

2. En relación con el sistema inmune.

a) ¿Qué es un anticuerpo?. ¿A qué gran grupo de macromoléculas pertenece?.

b) ¿Qué es la respuesta inmune?.c) ¿Qué es un linfocito?.

d) ¿Qué función desempeñan los linfocitos en el sistema inmune?.e) Diferencias entre la respuesta inmune celular y la humoral.

f) Papel de los macrófagos en el sistema inmune.g) ¿A qué se debe una alergia?.




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BLOQUE 3

1. Observe las moléculas del dibujo:

a) ¿A qué tipo de moléculas pertenecen cada una de ellas?.

b) ¿Qué enlaces importantes participan en la formación de tales macromoléculas?.c) ¿Qué es el punto isoeléctrico de un aminoácido?

d) ¿Qué diferencia existe entre un nucleósido, un nucleótido y un ácido nucleico?.e) ¿Qué diferencia existe entre un lípido sencillo y uno complejo?f) ¿Mediante qué procesos metabólicos se oxidaría una molécula de glucosa?, ¿y una de

ácido graso?.g) ¿Cuáles de las moléculas del dibujo podrían formar parte de una membrana

plasmática y por qué?.

2. El dibujo representa células en división:

a) ¿Qué tipos de división celular se producen en los tres casos representados?.b) ¿A qué tipo de división celular corresponde la mitosis?, ¿por qué?.

c) ¿Qué diferencia hay entre una cariocinesis y una citocinesis?.d) ¿Qué diferencias existen entre un proceso mitótico y uno meiótico?.e) ¿Cuáles son las diferentes fases del proceso mitótico?.

f) ¿Cómo transmite una célula su información genética?.g) ¿Qué es una mutación genética?. Ponga un ejemplo.




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BLOQUE 1

Solución:

1. Fructosa: Monosacárido de seis átomos de carbono. Se encuentra en las frutas libre ounida a la glucosa formando el disacárido sacarosa. Actúa en el líquido seminal como elnutriente de los espermatozoides. Las células hepáticas la transforman en glucosa, por loque tiene un valor nutritivo equivalente.

2. ARN mensajero: Constituye entre el 2 y el 5% de ARN. Presenta una estrucutra lineal ysu función es copiar la información genética del ADN (transcripción) y llevarla hasta losribosomas. Cada ARNm se sintetiza tomando como molde un segmento de ADN que escomplementario a él.

3. Enlace peptídico: Los aminoácidos se unen mediante enlaces peptídicos para constituir

cadenas polipeptídicas o proteínas. Se trata de un enlace covalente que tiene lugar entre elgrupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino de otro, con la formación de unamolécula de agua.

4. Glicerina: Alcohol trivalente que forma parte de la estructura de determinados lípidos.Los fosfoglicéridos son los principales componentes de las membranas biológicas,químicamente están compuestos por una molécula de glicerina que se encuentra unidamediante enlaces éster a dos ácidos grasos, y mediante un enlace fosfodiéster a un grupo

fosfato.

5. Nucleótido: Los nucelótidos son los monómeros constituyentes de los ácidos nucleicos.Están constituidos por la unión de un nucleósido con un ion fosfato. Esta unión se lleva acabo mediante un enlace fosfodiéster que se establece entre el carbono 5´de la pentosa yoxígeno del ion fosfato con la pérdida de una molécula de agua.

6. Glucogénesis: Es la ruta metabólica por la que tiene lugar la síntesis de glucosa a partir deprecursores más sencillos. Esta ruta tiene lugar preferentemente en el hígado y en parte delriñón, donde es posible sintetizar glucosa a partir de ácido láctico o de algún metabolitodel ciclo de Krebs.

7. Mitocondria: La mitocondria es un orgánulo citoplasmático presente de forma

permanente en las células eucariotas, cuya función es fundamentalmente energética alintervenir en la respiración celular aerobia.

8. Metabolismo: Comprende el conjunto de transformaciones químicas y procesosenergéticos que tienen lugar en el ser vivo. Cada una de estas transformaciones requiere laaportación de un enzima que es, a su vez, el producto de otras reacciones de la síntesisproteica.

9. Fotosíntesis: Es un proceso anabólico y autotrófico primordial que consiste en laconversión por los organismos fotosintéticos de la energía luminosa procedente del Sol enenergía eléctrica y después en energía química. Esta energía será utilizada para formar

materia orgánica propia o biomasa (glúcidos) a partir de moléculas inorgánicas, comoagua, CO2 y sales minerales.




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10. Mutación: El término mutación es introducido por Hugo de Vries en 1901 para designarun cambio genético cuya consecuencia es la aparición de un rasgo nuevo que no se habíapresentado en ninguna de las generaciones precedentes. Creó el concepto de mutaciónpara referirse a los cambios inesperados en la información biológica.

BLOQUE 2

Solución:

a) Las enzimas son biocatalizadores específicos sintetizados por el organismo cuyacomposición es total o parcialmente proteica. Los enzimas catalizan las reaccionesmetabólicas haciendo disminuir la energía de activación precisa para la reacción quecatalizan.

Por otro lado, atendiendo a la composición química de las enzimas distinguimos dos tipos:

- Enzimas: Están compuestas exclusivamente por aminoácidos.- Holenzimas: Además de aminoácidos, presentan otra molécula no proteica en sucomposición. En base a esto, un holenzima está compuesto por una apoenzima (parteproteica) y un cofactor (parte no proteica).

Los cofactores ayudan a regular la actividad enzimática y según su naturaleza química puedenser: Cationes metálicos o coenzimas que son moléculas orgánicas complejas.

b) Las variaciones de temperatura inducen cambios conformacionales en la estructuraterciaria y cuaternaria de las enzimas, alternado sus centros activos y, por tanto, su actividadbiológica. Cada enzima posee una temperatura óptima para actuar, de modo que su actividaddisminuirá o se anulará cuando los valores de temperatura se alejen del valor óptimo.

c) En general, el mecanismo de reacción enzima-sustrato puede simbolizarse así:

[ ] [ ] [ ] [ ] [ ]EPESSE +→→+

En las reacciones enzimáticas existe un límite en cuanto a la cantidad de sustrato que elenzima es capaz de transformar en el tiempo. La velocidad de una reacción aumenta en el

tiempo de forma lineal hasta alcanzar un valor máximo en el que se produce la saturación delenzima. Se habla de que se ha alcanzado la velocidad máxima.

Otro parámetro muy utilizado en la cinética enzimática es la constante de Michaelis (Km),cuyo valor hace referencia a la afinidad del enzima por su sustrato. Por tanto, Km tienerelación directa con la velocidad a la que transcurre la reacción enzimática. Un valor pequeñode Km indica baja afinidad del enzima por su sustrato, ya que la mitad de la velocidadmáxima se alcanza cuando las concentraciones de sustrato son bajas.

d) El alosterismo consiste en que la actividad enzimática de algunos enzimas reguladores,denominados alostéricos, se controla mediante la fijación no covalente (reversible) de un

modulador específico a un sitio regulador o alostérico distinto del centro activo. Ello da lugara gráficas sigmoideas al representar la velocidad de reacción en función de la concentración




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de sustrato, en lugar de las gráficas hiperbólicas que presentan las enzimas típicas.

El alosterismo implica enzimas formadas por varias subunidades que presentan centrosalostéricos independientes. Existen dos formas conformacionales interconvertiblesdenominadas R (relajada), de elevada afinidad por el sustrato, y T (tensa) de baja afinidad.

Los reguladores pueden ser activadores si favorecen el paso de la forma T a la R, oinhibidores en el caso contrario, pudiendo ser bien el propio sustrato o bien otro metabolito.Estos enzimas se sitúan en las etapas limitantes de la velocidad de las rutas metabólicas,ajustando la velocidad global de la ruta metabólica en función de las necesidades de la célulaen cada instante. En la mayoría de los casos, los enzimas alostéricos catalizan la primerareacción de una ruta metabólica actuando de elemento regulador mediante un sistema decontrol por retroalimentación denominado feed-back .

e) La actividad de un enzima puede modularse a través de diferentes mecanismos capaces deactivar o inhibir al enzima. Los inhibidores enzimáticos son moléculas que modifican lavelocidad de reacción de un modo negativo.

En el dibujo de arriba del esquema se trata del caso de un inhibidor competitivo, puesto queéstos se unen temporalmente al centro activo del enzima compitiendo por él con el sustrato.

En el dibujo inferior del esquema se trata del caso de un inhibidor no competitivo, ya queéstos se unen a zonas del enzima que no forman parte del centro activo pero desde los quemodifican su estructura o interfieren el acceso del sustrato al mismo.

f) La composición y forma de una enzima viene definida por cuatro estructuras, éstas tienenun carácter jerarquizado, es decir, implican unos niveles o grados de complejidad crecienteque dan lugar a los cuatro tipos de estructuras: primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria.

La estructura primaria de una enzima es la secuencia lineal de los aminoácidos que contiene,es decir, el número y el orden en el que se encuentran.

La estructura secundaria de una enzima se refiere a la ordenación regular y periódica en elespacio de la cadena polipeptídica a lo largo de una dirección. Puede decirse también, que esla disposición de la estructura primara en el espacio y que es consecuencia directa de la librecapacidad de giro del carbono alfa. Existen dos modelos o tipos de estructuras secundarias:

- Hélice α .

- Lámina β .

La estructura terciara de una enzima informa de la disposición de la estructura secundaria enel espacio y, por tanto, del tipo de conformación tridimensional que posee. Lasconformaciones más frecuentes que adoptan las proteínas son la globular y la filamentosa. Lasfunciones biológicas que realizan las proteínas dependen de la estructura terciaria que éstasposeen.

La estructura cuaternaria de una enzima informa que ésta está compuesta de más de unacadena polipeptídica, y hace referencia al modo en que se asocian las cadenas o subunidadespara constituir la proteína activa.

g) La lactosa es el disacárido de la leche que está formado por la unión de una molécula de




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D- glucosa y una de D- galactosa. La lactosa es hidrolizada en el intestino delgado,desdoblándose en sus componentes gracias a la acción de la enzima lactasa.

Existen numerosos individuos que carecen del enzima lactasa o que ésta es inactiva y, en estecaso, son incapaces de absorber la lactosa y, por tanto, de digerirla.

BLOQUE 3

Solución:

a) La figura a) corresponde a una molécula de glucosa. Ésta es un glúcido monosacárido delgrupo de las aldosas, de seis átomos de carbono. Se encuentra en todos los seres vivos, ya quees la principal fuente energética del metabolismo celular.

La figura b) es un nucleótido . Los nucléotidos son la unidad monómera de los ácidos

nucleicos. Su estructura contiene una pentosa, una base nitrogenada y una molécula de ácidofosfórico. En concreto, el nucleótido representado es el adenosín-5' - monofosfato (la basenitrogenada es la adenina y la pentosa es una ribosa).

La figura c) es una molécula de glicerina. Se trata de un alcohol trivalente o trialcohol queforma parte de la estructura de determinados lípidos tan importantes como los fosfoglicéridoso fosfolípidos que son los principales componentes de las membranas biológicas.

La figura d) es una molécula de ácido graso. Los ácidos grasos son los lípidos más sencillos,poseen una cadena alifática o hidrocarbonada larga, con un grupo carboxilo en uno de susextremos. El caso concreto de la figura corresponde al ácido esteárico que es una ácido grasosaturado.

b) En la formación de los glúcidos el enlace implicado en la unión de los diferentesmonosacáridos es el enlace O- glucosídico.

En la formación de los ácidos nucleicos el enlace implicado en la unión de los distintosnucleótidos que los constituyen es el enlace fosfodiéster.

En la formación de los fosfoglicéridos y triglicéridos, que están constituidosfundamentalmente por glicerina y ácidos grasos, el enlace que tiene lugar entre ambas

moléculas es el enlace éster.c) El punto isoeléctrico de un aminoácido es el pH en el que éste forma un ion híbrido, esdecir, el aminoácido posee igual número de cargas positivas que negativas.

d) Los nucleósidos están constituidos por la unión de una pentosa con una base nitrogenada .Esta unión se lleva a cabo mediante un enlace N- glucosídico que se establece entre elcarbono 1´de la pentosa y un nitrógeno de la base (el N1 si es pirimidínica y el N9 si espúrica) con la pérdida de una molécula de agua.

Los nucelótidos son los monómeros constituyentes de los ácidos nucleicos. Están

constituidos por la unión de un nucleósido con un ion fosfato. Esta unión se lleva a cabo




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mediante un enlace fosfodiéster que se establece entre el carbono 5´de la pentosa y oxígenodel ion fosfato con la pérdida de una molécula de agua.

Los ácidos nucleicos (ADN y ARN) están formados por la unión de nucleótidos medianteenlace fosfodiéster.

e) Los lípidos están formados químicamente por C, H, y O pudiendo aparecer también otroselementos químicos como el P, N, y S. Forman un conjunto heterogéneo de compuestos quetienen en común ser untuosos al tacto, insolubles en agua y solubles en disolventes no polares(cloroformo, éter, benceno, etc.) mediante los cuales pueden ser extraídos de las células.

La clasificación de los lípidos es problemática debido a la diversidad de características quepresentan. En el caso de la pregunta, existe una clasificación de los lípidos que los divide en:

- Lípidos complejos o saponificables: son aquellos lípidos que contienen ácidos grasos ensu composición y son los acilglicéridos, los fosfoglicéridos, los esfingolípidos y las ceras.

- Lípidos sencillos o insaponificables: este tipo de lípidos no presenta ácidos grasos en sucomposición y son los esteroides, los terpenos y las prostaglandinas.

f) El catabolismo aeróbico está formado por varias rutas metabólicas que conducen finalmentea la obtención de moléculas de ATP. La glucosa y los ácidos grasos que entran en la célulason degradados mediante glucólisis y la beta oxidación respectivamente a acetil-CoA.

Mediante la respiración celular, que abarca el ciclo de Krebs , la cadena de transporteelectrónico y la fosforilación oxidativa, el acetil-CoA penetra en el ciclo de Krebs donde esoxidado completamente, obteniéndose CO2, H2O y energía.

g) La glicerina (c) y los ácidos grasos (d) forman parte de las membranas biológicasformando parte de los fosfolípidos.

Los fosfolípidos son moléculas anfipáticas, es decir, poseen una zona polar hidrofílicaconstituida por el grupo fosfato y los diferentes sustituyentes polares que se encuentranunidos a él, y otra zona apolar hidrofóbica formada por los ácidos grasos esterificados a laglicerina.

La naturaleza anfipática los de los fosfolípidos les proporciona un papel fundamental en laformación de las membranas biológicas, tanto de las células procariotas como de las

eucariotas. La membrana celular está constituida por una bicapa lípidica en la que seencuentran embebidas proteínas. En las bicapas, las cadenas hidrofóbicas se orientan hacia elinterior, mientras que las cabezas polares están en contacto con el medio acuoso existente aambos lados de la membrana. Son estructuras que separan dos medios acuosos.

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