Examen de Biología de Cataluña 2021 (convocatoria extraordinaria)

A lo largo del último milenio antes de Cristo, los fenicios controlaban una extensa red comercial. El producto principal que vendían era un tinte llamado púrpura de Tiro. De hecho, el nombre de este pueblo de la antigüedad deriva del término griego phoinix, que significa 'púrpura'.


1. La púrpura de Tiro se obtenía de un pigmento producido por la glándula subbranquial de los caracoles mediterráneos del género Murex. Su precio había llegado a ser veinte veces superior al del oro. [1 punto]

Murex brandaris.
a) Se calcula que hacían falta 12 000 ejemplares de múrices para obtener 1,4 g de tinte. Para teñir una túnica real hacía falta una onza de tinte. Una onza era una unidad de masa usada en la época, equivalente a 33,3 g. Calcule cuántos caracoles había que capturar para producir el tinte necesario para teñir una túnica real. Indique los cálculos realizados.
b) Los caracoles del género Murex son carnívoros y se alimentan de otros moluscos como las lapas o las caracolas de mar. Los múrices adultos tienen pocos depredadores, pero sus larvas sirven de alimento a peces pequeños. ¿Qué repercusiones puede tener para estas especies (las lapas o las caracolas de mar y los peces pequeños) la sobrepesca de múrices? Justifique la respuesta.

2. Un grupo de investigadores europeos realizó un estudio comparativo de diversos genes de caracoles de la familia a la cual pertenece el género Murex. El esquema siguiente se elaboró comparando las secuencias de los genes y muestra las relaciones evolutivas entre estas especies de caracoles.

Fuente: Esquema adaptado de A. BARCO et al., «A molecular phylogenetic framework for the Muricidae, a diverse family of carnivorous gastropods». Molecular Phylogenetics and Evolution, núm. 56 (2010), p. 1025-1039.
Los investigadores querían comprobar la hipótesis de que las especies de Murex son muy próximas evolutivamente entre ellas, y que están alejadas de las otras especies analizadas. Responda a las preguntas siguientes, relacionadas con esta investigación. [1 punto]

¿Los datos que obtuvieron corroboran la hipótesis de que las especies de Murex son muy próximas evolutivamente entre ellas y que están alejadas de las otras especies analizadas? Sí □ / No □ Justifique la respuesta a la pregunta anterior. Utilice los términos antepasado común reciente y antepasado común lejano. ¿Cree que habría que cambiar el género al cual pertenece Morula spinosa? Si es así, ¿en qué género la incluiría? Justifique las respuestas.

3. Murex brandaris y Murex trunculus eran dos especies usadas por los fenicios para obtener la púrpura. [1 punto]

Murex brandaris (izquierda) y Murex trunculus (derecha).
a) ¿Qué características se han de cumplir para que estos dos tipos de caracoles se consideren especies diferentes?
b) Los caracoles del género Murex proceden evolutivamente de caracoles de concha lisa, los cuales no tenían ni púas ni aristas que los protegiesen de los depredadores. A partir de sus conocimientos sobre evolución, explique el proceso de adquisición de este carácter (púas o aristas) en la concha de los múrices.

Hay personas que para endulzar el café o las infusiones añaden azúcar moreno, alegando que es más sano que el azúcar blanco, que aporta menos calorías y que es más «natural» y ecológico.

1. La imagen siguiente muestra el proceso de obtención del azúcar blanco y del azúcar moreno a partir de la caña de azúcar o de la remolacha.

Fuente: Imagen modificada a partir de https://culturacientifica.com/2019/06/28/azucar-moreno-o-azucar-milagro.
¿Cuáles de las afirmaciones siguientes son verdaderas y cuáles son falsas, en función de la información de la imagen anterior? Marque con una cruz la respuesta correcta y justifíquela. [1 punto]

«El azúcar moreno es más sano porque su proceso de obtención es más natural que el proceso de obtención del azúcar blanco.» Verdadero □ / Falso □. Justificación: «El azúcar moreno aporta menos calorías que el azúcar blanco.» Verdadero □ / Falso □. Justificación: «El azúcar moreno es más ecológico porque siempre proviene de agricultura ecológica.» Verdadero □ / Falso □. Justificación: «El azúcar moreno tiene sacarosa y algún otro compuesto añadido.» Verdadero □ / Falso □. Justificación:

2. La melaza que se encuentra en el azúcar moreno le proporciona un sabor un poco amargo. Por eso, a menudo solemos añadir más cantidad de azúcar moreno para conseguir el mismo dulzor del azúcar blanco. [1 punto]
a) De todas las moléculas que hay a continuación, ¿cuáles son las cuatro que tienen un sabor dulce? Identifíquelas y rellene la tabla de abajo.

(La molécula 8 es un segmento de una molécula más larga.)

Número de la molécula con un sabor dulce	Nombre de la molécula	Grupo de biomoléculas al cual pertenece

b) De las moléculas que ha considerado que tienen un sabor dulce, ¿cuáles darán positivo en la prueba de Fehling? Mencione el nombre o el número de estas moléculas y explique por qué darán positivo en la prueba.

3. Para estudiar cómo influye la temperatura en la fermentación que producen las levaduras del género Saccharomyces, se ha preparado una suspensión de levadura en una solución de sacarosa. Se dispone de un montaje como el que se muestra en la figura, que permite medir la cantidad de gas que se desprende a causa de la fermentación producida por las levaduras. El dispositivo permite fijar la temperatura a 30 °C, 35 °C o 40 °C. [1 punto]

Conteste las preguntas siguientes en relación con este experimento.

¿Qué tipo de fermentación se producirá? A partir de la sacarosa se obtiene glucosa. Escriba el balance de la fermentación que producen las levaduras dentro del tubo de ensayo a partir de la glucosa. ¿Se podría utilizar el mismo montaje para comprobar cómo influye la temperatura en la fermentación que producen las bacterias del yogur (Lactobacillus bulgaricus)? Justifique la respuesta.

Unos alumnos de bachillerato buscaron información sobre el pintor italiano Caravaggio. Una alumna encontró que había muerto por sífilis, pero otra encontró que había sido por una infección causada por la bacteria Staphylococcus aureus.
Para averiguar si las dos informaciones eran coherentes, buscaron más información y encontraron lo siguiente:
Treponema pallidum. La sífilis es una infección causada por Treponema pallidum, una bacteria espiroqueta, aerobia y gramnegativa, que mide de 5 a 20 micrómetros (µm) de longitud y 0,5 µm de diámetro. Es quimioheterótrofa, ya que utiliza una gran variedad de glúcidos y aminoácidos como fuente de energía y carbono. La sífilis se trata con penicilina porque Treponema pallidum no suele ser resistente a este antibiótico.
Staphylococcus aureus. Staphylococcus aureus es una bacteria grampositiva y anaerobia facultativa. Tiene forma de coco y un diámetro de 500 a 1 500 nanómetros (nm). Cuando se divide origina una agrupación de células. Puede hacer fermentación láctica o respiración aeróbica. Es un patógeno que provoca muchas infecciones y que es peligroso debido a la resistencia que presenta a diversos antibióticos. Más del 80 % de las cepas actuales son resistentes a la penicilina.

1. Aprovechando la investigación, la profesora de biología ha propuesto a la clase hacer los ejercicios siguientes: [1 punto]
a) Según lo que dice el texto, identifique las imágenes de cada una de estas bacterias y escriba dos justificaciones para cada caso.

	Imagen de la izquierda	Imagen de la derecha ¿A qué bacteria corresponde esta imagen?		Justificación 1		Justificación 2

b) Identifique las estructuras de las envolturas de estas bacterias. Diga a qué bacteria corresponde cada una de estas imágenes y justifique la respuesta.

Imagen A (izquierda) e imagen B (derecha).

Escriba el nombre de las estructuras señaladas con los números 1, 2 y 3: — 1: — 2: — 3: ¿A qué bacteria corresponde la imagen A? Justificación: ¿A qué bacteria corresponde la imagen B? Justificación:

2. El antibiograma es una técnica microbiológica que sirve para determinar la sensibilidad de una cepa bacteriana a diferentes antibióticos. La técnica consiste en sembrar bacterias de la misma cepa de manera homogénea en una placa de Petri. A continuación, se impregnan pequeños discos de papel con diferentes tipos de antibióticos y se colocan sobre la placa un poco separados entre ellos. La placa de Petri se deja en la estufa de cultivos y al cabo de un par de días se puede ver si hay o no crecimiento bacteriano. El antibiótico se difunde desde su disco de papel y va perdiendo concentración a medida que se distancia del disco. Si las bacterias son sensibles a él, se puede ver una zona sin bacterias (halo de inhibición) alrededor del disco. El halo de inhibición será más o menos grande según el grado de sensibilidad de la bacteria al antibiótico. Esta técnica permite ver cuál es el antibiótico más adecuado para tratar cada infección. [1 punto]

a) La imagen anterior corresponde a un antibiograma, en el que cada antibiótico está indicado con un número. A partir de esta imagen, complete las frases siguientes:

La bacteria de la placa es resistente a los antibióticos números: La bacteria de la placa es sensible a los antibióticos números: El antibiótico número ___ es el que iría mejor para tratar una infección causada por la bacteria que se ha sembrado en la placa porque:

b) Revise la información inicial sobre T. pallidum y S. aureus. Si ponemos estas bacterias en placas de Petri sin antibióticos ni oxígeno, ¿cuál de las dos especies crecería? Justifique la respuesta.

3. En 2002 se aisló de un paciente una cepa de S. aureus resistente a la vancomicina. Al analizarla, se vio que tenía el gen vanA, que le confiere resistencia a este antibiótico. Del mismo paciente se aisló una cepa de otra bacteria (Enterococcus) que también era resistente a la vancomicina. Se comprobó que esta cepa de Enterococcus era la que había transmitido, por conjugación, el gen vanA a S. aureus.
Explique el mecanismo de conjugación por el cual S. aureus adquirió la resistencia a la vancomicina. [1 punto]

En marzo de 2020, un equipo de investigadores chinos publicó en el Journal of Medical Virology una investigación que evaluaba la utilidad de tres tipos de mascarilla (N95, quirúrgica y de tela con filtro) a la hora de prevenir la transmisión del virus de la gripe. Por motivos de seguridad, hicieron el experimento con una variedad poco patógena del virus. Los datos obtenidos fueron los siguientes:

Tipo de mascarilla	Virus filtrados por la mascarilla N95	99,98 % Quirúrgica	97,14 % De tela con filtro	95,15 %

Fuente: Qing-Xia MA et al., https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/jmv.25805.

1. Identifique los elementos indicados de la investigación. [1 punto]
a) ¿Cuál es el problema que estudiaban estos investigadores? Plantee una hipótesis posible.

Problema: Hipótesis:

b) ¿Cuáles son las variables independiente y dependiente de la investigación?

Variable independiente: Variable dependiente:

2. Diseñe un experimento para resolver el problema planteado en el apartado anterior. Para hacerlo, dispone de 60 dispositivos como el de la figura, que funcionan de la manera siguiente:
— con el nebulizador se crean aerosoles con virus que van a parar dentro de una bolsa de plástico;
— la jeringa, simulando la respiración humana, aspira de la bolsa los aerosoles con virus, los cuales, si atraviesan la mascarilla, quedan depositados encima de una esponja.
También dispone de los tres tipos de mascarilla (N95, quirúrgica y de tela con filtro) y de las medidas de protección adecuadas para no contagiarse. Puede cuantificar los virus que hayan quedado en la esponja con la reacción en cadena de la polimerasa (PCR). No hace falta que explique cómo funciona la PCR. [1 punto]

Fuente: Imagen modificada a partir de Qing-Xia MA et al.

La miopía es un trastorno de la visión muy frecuente que se puede desencadenar por diversas causas, entre las cuales algunas de genéticas. Una de ellas es debida a un alelo autosómico dominante.

Ojo con miopía.
Marc, que es un estudiante de biología y no es miope, se da cuenta de que muchos miembros de su familia paterna tienen miopía. Ahora que está estudiando genética quiere averiguar si los casos de miopía en su familia paterna son debidos a este alelo y decide hacer el árbol genealógico de su familia. Para hacerlo, dispone de la información siguiente:
— los abuelos paternos de Marc tienen miopía y tanto su padre como su tío Joan también, pero la hermana de su padre no;
— Marc, su hermana Júlia y su madre no tienen miopía;
— el tío Joan tiene dos hijas con miopía, a pesar de que la madre de las dos chicas no tiene miopía.

1. Elabore un árbol genealógico de toda la familia de Marc. Represente a las mujeres con un círculo y a los hombres con un cuadrado. Pinte el símbolo (círculo o cuadrado) de los individuos miopes de color oscuro e indique quién es Marc.
Establezca una simbología adecuada para cada alelo y escriba el genotipo que tendrían todos los individuos de este árbol genealógico si la miopía fuese debida a este alelo autosómico dominante. [1 punto]

Simbología para los alelos: Árbol genealógico (indique el genotipo o los genotipos posibles de todos los miembros de la familia):

2. Suponga que la miopía de esta familia es autosómica dominante. La prima de Marc, hija del tío Joan, está embarazada y su pareja no tiene miopía. ¿Qué probabilidad hay de que su descendiente sea un niño? ¿Y de que tenga miopía? ¿Y de que sea un niño y, a la vez, tenga miopía? Justifíquelo. [1 punto]

Probabilidad de que sea niño: — Justificación: Probabilidad de que sea miope: — Justificación: Probabilidad de que sea niño y miope: — Justificación:

En la respuesta específica contra células tumorales (o cancerosas) están involucradas unas células llamadas linfocitos T citotóxicos (Tc).

1. El esquema siguiente muestra el proceso que tiene lugar cuando una célula tumoral presenta antígenos tumorales al sistema inmunitario. [1 punto]

a) Rellene la tabla con el nombre de las células y las moléculas involucradas, y que en el esquema aparecen señaladas con números. Escójalas entre las siguientes:
Complejo mayor de histocompatibilidad I (MHC-1), complejo mayor de histocompatibilidad II (MHC-2), perforina, histamina, célula plasmática, linfocito T citotóxico, linfocito B, antígeno, anticuerpo, célula tumoral.

Células	Células: nombre	Moléculas	Moléculas: nombre 1		3	2		4

b) Explique el mecanismo de acción contra una célula tumoral, que se muestra en el esquema anterior. En la explicación debe aparecer el nombre de todas las células y las moléculas que ha escrito en la tabla anterior.

2. Una de las terapias más innovadoras en el tratamiento contra algunos cánceres es la que se conoce como inmunoterapia basada en células CAR-T (chimeric antigen receptor-T cells). Consiste en crear una molécula nueva (la proteína quimérica CAR) formada por la unión de una parte del complejo TCR (receptor del linfocito T citotóxico) y de una parte de los anticuerpos específicos contra un antígeno tumoral concreto.

El procedimiento es el siguiente:
Paso 1: Se extraen linfocitos T citotóxicos del paciente.
Paso 2: Se modifican genéticamente in vitro, utilizando como vector un virus modificado portador del gen que codifica la proteína CAR.
Paso 3: Se seleccionan los linfocitos Tc que expresen la proteína CAR en su membrana y se reintroducen en la sangre del paciente. Estos linfocitos Tc reconocerán los antígenos de la célula tumoral y la destruirán.

Fuente: Lekha MIKKILINENI et al., Nat. Rev. Clin. Oncol. (2020).
La quimioterapia clásica consiste en administrar fármacos que interfieren en el proceso de división celular. Explique qué ventaja tiene el tratamiento con células CAR-T respecto a la quimioterapia clásica. Justifíquelo contextualizándolo en el mecanismo de actuación de la proteína CAR. [1 punto]

Ventaja: Justificación: