A. (4p.) Fotosíntesis. Estructuras subcelulares que intervienen en el proceso, Dibújalas y enumera sus partes. Fase luminosa y fase oscura.

Transcripción

1 - 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 A. (4p.) Fotosíntesis. Estructuras subcelulares que intervienen en el proceso, Dibújalas y enumera sus partes. Fase luminosa y fase oscura. B. (4p.) El agua y las sales minerales en los seres vivos. Propiedades e importancia del agua en los seres vivos. Sales solubles e insolubles. Turgescencia y Plasmolisis. 2. (6p.) Elegir uno de los siguientes grupos de cuestiones: C o D. C 1. (2p.) La polémica sobre la clonación de embriones humanos para la obtención de células madre para la investigación sitúa algunos a favor y a otros en contra. Independientemente de tu opinión responde a las siguientes preguntas: a) (1p.) Qué son las células madre? Cómo se puede obtener este tipo de células? b) (0,5 p.) Señala posibles usos terapéuticos que se les pueda dar a estas células? c) (0,5p.) Argumenta a favor o en contra de la utilización de los métodos usuales para obtener células madre. 2. La respuesta inmune frente a un microorganismo no es igual cuando ésta se produce por primera vez (infección primaria) que cuando ha habido infecciones previas con el mismo microorganismo (infección secundaria). El gráfico de la Figura 1 muestra la evolución de la concentración de anticuerpos en sangre frente al tiempo transcurrido. Responde a las siguientes preguntas: a) (1p.) En cuál de las dos infecciones se produce una mayor cantidad de anticuerpos? En cuál de ellas se produce una respuesta más rápida? Y más duradera? b) (1p.) Como se observa en la gráfica el desarrollo de la enfermedad producida por el microorganismo es distinto tras una infección primaria y tras una infección secundaria. Razona el motivo de estas diferencias. 3. Responde a las siguientes preguntas: a) (1p.) Sustancias alimenticias y alimentos de origen microbiano. Cita al menos tres ejemplos, tanto de productos alimenticios como de microorganismos productores. b) (1p.) Infecciones bacterianas transmitidas por los alimentos. Cita algún caso que conozcas. D. 1. (2p.) Observa la Figura 2 y contesta a las siguientes preguntas: a) (0,5p.) Qué tipo de célula es? Nombra las partes de la célula que están indicadas con letras. b) (1p.) Indica la función de cada una de las estructuras indicadas con letras.

2 c) (0,5p.) Diferencia brevemente bacterias de virus. 2. (2p.) Recientemente se ha producido una batalla legal entre las autoridades de Sudáfrica y las multinacionales que tienen patentadas y comercializan las mejores medicinas para combatir el SIDA. a) (1p.) Qué agente causa el SIDA? b) (0,5p.) A qué es debido que sea tan complicado lograr vacunas efectivas contra esta enfermedad? c) (0,5p.) Describe los tratamientos y conductas que conozcas tanto para prevenir como para tratar esta enfermedad. 4. (2p.) Responde a las siguientes preguntas: a) (1p.) Explica brevemente cómo se puede insertar un gen de procedencia humana en otro organismo. Qué se pretende con este tipo de técnicas? Cita algún ejemplo. b) (1p.) Qué es una planta transgénica? Cita algunas ventajas e inconvenientes de la explotación de cultivos transgénicos. OPCIÓN A 1. Solución: La fotosíntesis es un proceso anabólico y autotrófico primordial, del que depende la vida sobre la Tierra. Consiste en la conversión por los organismos fotosintéticos de la energía luminosa procedente del Sol en energía eléctrica y después en energía química. Esta energía será utilizada para formar materia orgánica propia o biomasa (glúcidos) a partir de moléculas inorgánicas, como agua, CO 2 y sales minerales. El O 2 molecular, resultante de la ruptura de moléculas de agua que intervienen en el proceso, se desprende como producto de desecho. Los cloroplastos son unos orgánulos citoplasmáticos cuya función principal es realizar la fotosíntesis.. Se encuentran rodeados por dos membranas entre las que existe un espacio intermembranoso. La membrana plastidial externa es lisa, mientras que la membrana plastidial interna posee invaginaciones paralelas al eje longitudinal del cloroplasto que dan lugar a la membrana tilacoidal (laminillas, lamelas o tilacoides). La membrana interna

3 encierra un espacio llamado estroma. La membrana tilacoidal se organiza formando unas vesículas discoidales y aplanadas que se superponen como pilas de monedas llamadas grana. La fotosíntesis tiene lugar en dos etapas conocidas como fase luminosa y fase oscura. La fase luminosa de la fotosíntesis tiene lugar en presencia de luz y comprende un conjunto de reacciones que tienen lugar en las membranas de los tilacoides. En ella, los electrones liberados tras la incidencia de los fotones sobre los fotosistemas se utilizan para reducir el NADP + a NADPH. A través de la cadena de transporte electrónico, la energía de los electrones se utiliza para la síntesis de ATP. Por tanto, durante esta fase tienen lugar dos procesos muy importantes: la fotólisis del agua por la que se obtiene poder reductor en forma de coenzimas reducidas (NADPH), y la fotosfosforilación que produce ATP. El producto de desecho de esta fase es el oxígeno molecular. En general, las reacciones luminosas se desarrollan de la siguiente manera: - La fotólisis del agua produce gracias a la luz H + que reducirán el CO 2 a materia orgánica en la fase oscura. H 2 O luz ½ O 2 + 2H + + 2e - Esta reacción también tiene lugar en las membranas de los tilacoides, como todos los procesos que tienen lugar durante la fase luminosa de la fotosíntesis. - Absorción o captación de la luz solar: es llevada a cabo por los pigmentos fotosintéticos. Éstos son las clorofilas y los carotenoides. Estos pigmentos junto a proteínas específicas se encuentran agrupados formando los llamados fotosistemas, que aparecen ubicados en las membranas tilacoidales de los cloroplastos. Todos los pigmentos del fotosistema son capaces de absorber luz, pero sólo uno es capaz de convertir la energía luminosa en eléctrica, es el denominado centro de reacción, que está formado por una molécula de clorofila a y una proteína específica. El resto de los pigmentos se denominan colectores o antena del fotosistema y su función es transformar la energía del fotón en la que es capaz de absorber el centro de reacción. En la absorción de la luz intervienen dos fotosistemas: - Fotosistema I (FSI). Capaz de absorber luz de λ <700 nm.

4 - Fotosistema II (FSII): capaz de absorber luz de λ<680 nm. Si un fotón choca con un electrón de un átomo perteneciente a una molécula de pigmento fotosintético, este electrón capta la energía del fotón y salta a órbitas más alejadas del núcleo, pudiendo llegar a perderse dejando ionizado al átomo. La molécula que contiene este átomo queda asimismo oxidada y busca con avidez electrones, que le son proporcionados por el agua mediante la fotólisis de esta molécula. Por lo tanto, la absorción de la luz por el centro de reacción hace que la clorofila existente en éste libere un electrón, que viajará a lo largo de una cadena de transporte de electrones hasta alcanzar el NADP +. Entonces, el centro de reacción queda ionizado, por lo que se necesita un electrón que será aportado por el H 2 O mediante fotólisis de ésta. - Transporte o flujo electrónico fotosintético: Los electrones arrancados del centro de reacción cargados con la energía del fotón, son transportados por un conjunto de proteínas transportadoras, situadas en la membrana tilacoidal, hasta la coenzima NADP +, que se reduce a NADPH. - Fotofosforilación: es la formación de ATP debida a la luz. Para que tenga lugar la fase oscura de la fotosíntesis se necesita NADPH y ATP. Según la hipótesis quimiosmótica de Mitchell, la energía liberada en le transporte de electrones se utiliza para bombear protones, en contra de un gradiente, desde el estroma la espacio intratilacoidal. Estos protones regresan al estroma a favor de gradiente a través del complejo enzimático denominado ATP-asa, que utilizará la energía liberada en el transporte para fosforilar el ADP y transformarlo en ATP. En la fase oscura de la fotosíntesis o fase de biosíntesis, el ATP y el NADPH obtenidos en la fase luminosa son utilizados para transformar los compuestos inorgánicos en orgánicos, es decir, para reducir el CO 2 y así sintetizar glúcidos sencillos. El ciclo de Calvin es la ruta metabólica mayoritaria por la que los organismos fotosintéticos fijan el CO 2, obteniendo así el carbono necesario para la construcción de sus biomoléculas orgánicas. El ciclo de Calvin consta de varias fases: 1) Fase carboxilativa: El CO 2 se incorpora a una molécula de 5 átomos de carbono, la ribulosa-1,5-difosfato, para producir dos moléculas de 3-fosfoglicerato, es una reacción catalizada por el enzima ribulosa-1,5-difosfato-carboxilasa-oxigenasa (RUBISCO), que es la enzima más abundante del planeta. 2) Fase reductora: en esta fase se reduce el CO 2 incorporado en la fase carboxilativa en el 3- fosfoglicerato en forma de grupo carboxilo, mediante el ATP y el NADPH producidos en la fase luminosa. 3) Fase regenerativa: en esta fase parte del gliceraldehído-3-fosfato obtenido en la fase reductiva es convertido en glucosa-6-fosfato, y parte en ribulosa-1,5-difosfato para cerrar de nuevo el ciclo. El balance del ciclo de Calvin es: 6 CO ATP + 12 NADPH + 12 H H 2 O Glucosa + 18 ADP + 18 Pi + 12 NADP +

5 Este alto consumo de ATP refleja el hecho de que el CO 2 es la forma más altamente oxidada de la cual se puede obtener carbono para construir los esqueletos carbonados de las moléculas orgánicas. 2. Solución: a) Llamamos células madre a un tipo especial de células que tienen la capacidad de dividirse indefinidamente y llegar a producir células especializadas de cualquier tipo de tejido (hígado, corazón, riñón, etc.). Las células madre se pueden obtener de tres fuentes: - Embriones: se pueden obtener de diversas fuentes: embriones sobrantes de fecundaciones artificiales, embriones fecundados in vitro con la única finalidad de experimentar con ellos, o embriones creados por clonación, utilizando óvulos humanos o de animales. - Fetos abortados donados voluntariamente. - Nuestro propio cuerpo: las células madre pueden obtenerse, además, de algunos tejidos del ser humano adulto, como la médula ósea y la piel. En este caso dichas células ya no tienen la posibilidad de convertirse en cualquier tipo de célula, sino que están ya diferenciadas y especializadas; aunque esta última fuente (cuerpo adulto) ha sido puesta en duda recientemente por el Centro para la Investigación del Genoma de la Universidad escocesa de Edimburgo. Por último, se han realizado investigaciones en las que se han logrado células madre de la sangre contenida en el cordón umbilical. b) La esperanza terapéutica principal que se tiene en las células madre es que se puedan emplear para terapias celulares y trasplantes de tejidos, sin los problemas actuales ligados a los aloinjertos: escasez de donantes histocompatibles, necesidad de administrar drogas inmunosupresoras (ciclosporina, corticoides) con sus efectos secundarios (riesgo de infecciones, de cáncer, nefropatías, etc.). Lo ideal sería derivar tejido con la identidad histológica del propio paciente para hacer autotrasplantes. c) El potencial terapéutico de las células madre es sobrecogedor, una revolución que quizás podría ofrecer soluciones a problemas de salud hasta ahora insalvables. Los métodos de obtención han suscitado un polémico debate ético, sobre el uso de embriones humanos. La obtención de células madre del cuerpo adulto no tiene mayor complicación que el consentimiento del propio donante, pero en el caso de los fetos provenientes de abortos creo que existe el derecho por parte de los progenitores a proceder a su donación o no. Las procedentes de la placenta y el cordón umbilical tampoco suponen problema. En el caso de obtener las células a partir del embrión en estado blastocisto o por clonación la cuestión ética es determinante.

6 3. Solución: a) Una infección se clasifica en: - Primaria: aquella que se da en individuos que se ponen en contacto por primera vez el microorganismo. - Secundaria: aquella que se presenta en individuos que se ponen en contacto por segunda vez con el microorganismo. La respuesta inmune es más rápida y duradera. b) La inmunidad se adquiere tras haberse producido una infección primaria que produce una respuesta inmunitaria en la que el individuo adquiere memoria inmunológica, es decir, capacidad de generar rápidamente un gran número de anticuerpos específicos en posteriores contactos con los antígenos (infección secundaria). Las células plasmáticas productoras de anticuerpos durante la infección primaria son muy activas pero viven sólo unos días y, por tanto, en la gráfica la concentración de anticuerpos disminuye drásticamente una vez destruido el microorganismo infectante. Sin embargo, las células memoria que intervienen en la infección secundaria, reconocen y "recuerdan" al microorganismo comenzando rápidamente la producción de anticuerpos siendo ésta mayor que en la infección primaria. Además, observamos en la gráfica que la disminución de la concentración de anticuerpos en sangre es menos drástica en el tiempo. 4. Solución: a) Las bacterias, que son organismos procariotas que están incluidos dentro del reino Monera, y las levaduras, dentro de los Hongos, juegan un papel importante en la industria alimentaria interviniendo en la fabricación de productos alimenticios, como por ejemplo, derivados lácteos (queso y yogur), artículos de panadería y muchas de las bebidas alcohólicas. En la producción de pan las levaduras utilizadas son Saccharomyces cerevisiae, en la fabricación de productos lácteos, como el queso y el yogur, tienen particular importancia las bacterias del ácido láctico como Streptococcus termophillus y Streptococcus lactobacillus, y en la producción de bebidas alcohólicas, destacamos también la actuación de la levadura Saccharomyces cerevisiae. En general, todos estos microorganismos tienen como característica en común que consiste en llevar a cabo un catabolismo anaeróbico, la fermentación, como ruta metabólica para la obtención de energía. Son los productos resultantes de este proceso los que utiliza la industria en su provecho. b) En las infecciones transmitidas por los alimentos el microorganismo entra y sale del huésped por la vía buco-intestinal, y las enfermedades son conocidas como entéricas o intestinales. Algunos ejemplos son: - Salmonelosis: Entre las bacterias del género Salmonella algunas son patógenas para el hombre y algunos animales. Salmonella enteriditis representa el grupo que produce la enfermedad en el hombre. - Giardasis: enfermedad producida por el protoctista Giardia lamblia, se da mucho en niños en guarderías.