Examen de Biología de Cataluña 2021 (convocatoria ordinaria)

Una de las técnicas que se utilizan en el diagnóstico de muchas enfermedades infecciosas es el test rápido de anticuerpos. Se extrae una gota de sangre del paciente y se deposita en el pocillo S del dispositivo. Pasados diez minutos, pueden aparecer las bandas siguientes:
— Banda C (control): Indica que el dispositivo funciona. Si no aparece esta banda, el test no es válido.
— Banda G: Indica presencia de inmunoglobulina G (IgG) en la sangre.
— Banda M: Indica presencia de inmunoglobulina M (IgM) en la sangre.

Con la información del dispositivo, se puede deducir en qué fase de la enfermedad (incubación, inicio de la fase aguda, etc.) se encuentra el paciente utilizando el gráfico siguiente:

Fuente: Imagen modificada a partir de M. J. FERNÁNDEZ, L. RIERA y E. SERRANO, https://amf-semfyc.com/web/article_ver.php?ide=2628.

1. A continuación se muestran los resultados de cuatro pacientes. Complete la tabla indicando qué se deduce de cada test en lo que se refiere a los anticuerpos presentes en la sangre y a la fase de la enfermedad. [1 punto]

	Paciente 1	Paciente 2	Paciente 3	Paciente 4 Anticuerpos presentes en la sangre				Fase de la enfermedad

2. Tanto las IgG como las IgM son anticuerpos. [1 punto]
a) ¿Qué tipo de molécula son los anticuerpos?
b) Explique el proceso mediante el cual la persona infectada produce anticuerpos.

3. En los ensayos clínicos previos a la autorización de la vacuna contra una enfermedad, una vez establecido que la vacuna no es tóxica, llega la fase experimental para cuantificar su eficiencia. Esta fase consiste en inyectar la vacuna a personas voluntarias, hacer un seguimiento y calcular el porcentaje de personas que, haciendo vida normal, acaban contrayendo la enfermedad.
Diseñe uno de estos experimentos. Dispone de cien personas voluntarias, de las dosis de vacuna necesarias y de personal sanitario para administrar las vacunas y para seguir la evolución de los pacientes. [1 punto]

El cerumen, llamado también cera de los oídos, es una secreción de las glándulas del conducto auditivo externo que lubrica este conducto y le proporciona protección contra algunos insectos, hongos y bacterias.

Fuente: https://1575389033.rsc.cdn77.org/wp-content/uploads/cerumen-oidos.jpg.

1. Entre los componentes principales del cerumen hay ácidos grasos (saturados e insaturados) y colesterol. [1 punto]
a) Indique en la tabla de abajo cuál de las figuras siguientes (A, B, C o D) corresponde a un ácido graso insaturado y cuál al colesterol. Justifíquelo a partir de la fórmula.

	Figura (A, B, C o D)	Justificación a partir de la fórmula Ácido graso insaturado		Es un ácido graso porque… Es insaturado porque… Colesterol		Es colesterol porque…

b) ¿Qué prueba haría para detectar la presencia de lípidos en el cerumen? Diga tres propiedades de los ácidos grasos.

¿Qué prueba haría para detectar la presencia de lípidos en el cerumen? Diga tres propiedades de los ácidos grasos. 1: — 2: — 3:

2. El tipo de cerumen que tiene una persona es una característica genética. El gen ABCC11 es responsable del tipo de cerumen, que puede ser húmedo (pegajoso y de color amarillento a marronáceo) o seco (escamoso y de color grisáceo a marrón oscuro). En el árbol genealógico siguiente, los individuos con cerumen seco están indicados con color negro. A partir de la información del árbol genealógico, justifique si el alelo que produce el cerumen seco es dominante o recesivo y si este gen es autosómico o ligado al sexo. (Los círculos indican las mujeres y los cuadrados los hombres.) [1 punto]

El alelo que produce el cerumen seco es: Dominante □ / Recesivo □. Justificación: El gen que produce el cerumen seco es: Autosómico □ / Ligado al sexo □. Justificación:

3. Determine los genotipos del árbol genealógico correspondientes al hombre II-1, la mujer II-2, su hija (III-1) y su hijo (III-2). Si II-1 y II-2 tienen otro hijo, calcule la probabilidad de que sea niño y, a la vez, tenga el cerumen húmedo. Indique claramente la simbología que utiliza para cada uno de los alelos. [1 punto]

Simbología: Genotipos. II-1: — II-2: — III-1: — III-2: Probabilidad de que si II-1 y II-2 tienen un hijo sea niño y, a la vez, tenga el cerumen húmedo:

Las células epiteliales del intestino están recubiertas por una capa gruesa de mucosidad, sobre la cual se sitúa la comunidad de microorganismos conocida como microbiota intestinal. Cuando esta capa es dañada por algún motivo, las uniones estrechas (tight junctions, uniones herméticas o zónulas ocluyentes) entre las células se vuelven más débiles y se produce lo que se conoce como permeabilidad intestinal. Este es uno de los factores causantes de muchas enfermedades inflamatorias intestinales como la enfermedad de Crohn o la colitis ulcerosa.


1. La microbiota intestinal también se llama a menudo flora intestinal, pero esta denominación es incorrecta, ya que la microbiota está formada mayoritariamente por bacterias y no por plantas. Rellene la tabla siguiente: [1 punto]

	Bacterias	Plantas Reino		Organización celular (procariota o eucariota)		Unicelulares o pluricelulares		Principal componente de la pared celular		Tipo metabólico según la fuente de carbono		Tipo metabólico según la fuente de energía		Aerobios y/o anaerobios		Localización del DNA		Presencia de cloroplastos (sí o no)		Presencia de mitocondrias (sí o no)

2. Cuando el intestino se vuelve permeable, diversos componentes de las bacterias de la microbiota intestinal pueden atravesar el espacio que hay entre las células y entrar en contacto con el sistema inmunitario del intestino. Entonces se desencadena una reacción llamada inflamación crónica de bajo grado, que es característica de las enfermedades intestinales inflamatorias. [1 punto]
a) ¿Qué tipo de respuesta inmunitaria es una reacción inflamatoria?
b) Escoja dos células y dos moléculas de las listas siguientes que estén implicadas en la inflamación y explique su función.
Células: neutrófilo, linfocito B, mastocito, célula de memoria.

Nombre de la célula escogida	Función

Moléculas: histamina, anticuerpo, antígeno, proteínas del sistema del complemento.

Nombre de la molécula escogida	Función

3. La proporción de los microorganismos que forman la microbiota intestinal varía mucho dependiendo de factores como la edad o la dieta. Cualquier desequilibrio grave puede producir enfermedades como la obesidad o la diabetes. En 2013 se realizó un experimento para ver la relación entre la composición de la microbiota intestinal y la obesidad. Se extrajo microbiota de dos chicas gemelas univitelinas (genéticamente idénticas), una de ellas obesa y la otra con un peso normal. La microbiota de cada una se introdujo en el intestino de dos ratones diferentes. Los ratones eran de peso normal y seguían una dieta saludable (baja en grasas y alta en fibra). El ratón con la microbiota de la gemela obesa engordó hasta llegar a ser obeso. [1 punto]

a) En relación con el diseño experimental, complete la tabla siguiente.

Variable dependiente: Variable independiente: ¿Por qué se eligieron dos hermanas gemelas univitelinas como donantes de la microbiota?

b) Tal como está planteado, este experimento no permite extraer conclusiones fiables. Explique dos aspectos que se podrían mejorar en este diseño experimental. Justifique las respuestas.

Explicación y justificación de la mejora 1: Explicación y justificación de la mejora 2:

El 22 de octubre de 2020, la Corporación Catalana de Medios Audiovisuales publicó una noticia con el titular siguiente:
«La plaga de la chinche marmorada, una chinche asiática que ya ha llegado a 130 municipios. La chinche marmorada no pica ni a personas ni a animales, pero daña frutas y vegetales.»
La plaga de la chinche marmorada es una plaga nueva originada por una especie invasora (Halyomorpha halys) que se detectó por primera vez en 2017 en Girona. Las chinches marmoradas afectan a la supervivencia de la especie autóctona, las chinches verdes (Nezara viridula), dado que ocupan el mismo nicho ecológico. Ambas especies de chinches se alimentan de vegetales y desprenden un olor intenso cuando se las molesta o se sienten amenazadas.

Chinche marmorada (Halyomorpha halys), a la izquierda, y chinche verde (Nezara viridula), a la derecha.

1. Responda a las preguntas siguientes sobre la ecología de estas dos especies de chinches. [1 punto]
a) Unos alumnos se preguntan qué relación interespecífica se establece entre la especie invasora (Halyomorpha halys) y la especie autóctona (Nezara viridula). Rellene la tabla siguiente con sus respuestas.

	Sí / No	Justificación ¿Se establece una relación de parasitismo?		¿Se establece una relación de competencia?		¿Se establece una relación de simbiosis?

b) Teniendo en cuenta la información que aparece en el titular de la noticia, ¿en qué nivel trófico podemos incluir estas chinches? Justifique la respuesta.

2. Para luchar contra la plaga de la chinche marmorada hay tres tipos de tratamientos:
— tratamientos biológicos, como la introducción de depredadores;
— tratamientos químicos, como la aplicación de insecticidas;
— tratamientos físicos, como el uso de redes y mosquiteras.
La recomendación que se encuentra en la Guía técnica redactada por el IRTA (Instituto de Investigación y Tecnologías Agroalimentarias) es evitar al máximo el uso de insecticidas, ya que a largo plazo estos productos pierden efectividad y la plaga podría llegar a ser más difícil de eliminar. Justifique esta recomendación de evitar al máximo el uso de insecticidas desde un punto de vista evolutivo. [1 punto]

Las aceitunas, los frutos del olivo (Olea europaea), tienen un contenido alto en agua y grasas y bajo en azúcares, proteínas y sales minerales. Su sabor amargo se debe a la oleuropeína, una sustancia abundante en la pulpa de este fruto. Por eso no se consumen directamente del árbol, sino que se procesan de diferentes maneras para obtener alimentos con un sabor agradable: las aceitunas de mesa y el aceite de oliva.

Fuente: Adaptación de una imagen de Elsevier.

1. Durante el proceso de maduración de las aceitunas tiene lugar la formación de aceite en la pulpa. Cuando las aceitunas están verdes, los ácidos grasos son los lípidos más abundantes en la pulpa. En cambio, cuando las aceitunas han madurado, los lípidos más abundantes son los triglicéridos, que son el componente principal del aceite. [1 punto]
a) ¿Qué reacción explica este cambio en la proporción de lípidos que se produce durante la maduración? Diga el nombre de los sustratos y de los productos de esta reacción y también el nombre del enlace que se forma.

Nombre de la reacción: Nombre de los sustratos: Nombre de los productos: Nombre del enlace que se forma:

b) El aceite de oliva virgen se obtiene mediante el prensado de las aceitunas, que se realiza en frío. Durante el proceso de extracción y sobre todo durante el almacenamiento se puede producir una pérdida de calidad del aceite. Esto puede ser debido a un aumento de ácidos grasos libres en el aceite por la hidrólisis (o lipólisis) de los triglicéridos, causada por el enzima lipasa. ¿Por qué realizar la extracción del aceite en frío y conservarlo en un ambiente fresco impide su alteración? Justifique la respuesta en términos de actividad enzimática.

2. Las aceitunas recogidas de los árboles se someten a un proceso de fermentación para obtener las aceitunas de mesa. Algunos microorganismos que fermentan las aceitunas son bacterias lácticas de la especie Lactobacillus pentosus o levaduras de la especie Saccharomyces cerevisiae. Para hacer la fermentación utilizan la glucosa y otros azúcares que hay en la aceituna. Ahora bien, el tipo de fermentación que hacen es diferente. El producto final de la fermentación de Lactobacillus pentosus provoca una disminución del pH por acumulación de ácido láctico. En cambio, uno de los productos de la fermentación que hace Saccharomyces cerevisiae es un gas que a veces causa deformaciones de las aceitunas mediante la formación de bolsas donde se acumula el gas. ¿Qué tipo de fermentación hacen estos microorganismos? Escriba el balance de la reacción que tiene lugar en cada caso a partir de la glucosa. [1 punto]

Tipo de fermentación que hace Lactobacillus pentosus: — Balance de la reacción: Tipo de fermentación que hace Saccharomyces cerevisiae: — Balance de la reacción:

Los elementos hsERV (retrovirus endógenos humanos) son secuencias de nucleótidos del genoma humano que provienen de retrovirus.

1. Se calcula que entre el 5 % y el 8 % de nuestro genoma está formado por hsERV, fragmentos de antiguos retrovirus que se integraron en el DNA de una célula y que después sufrieron mutaciones que les hicieron perder la capacidad de activarse de nuevo. [1 punto]
a) Explique el proceso que hace un retrovirus con envoltura para infectar una célula e integrar su material genético en el genoma de la célula.
b) Hay diversas mutaciones que pueden hacer que un retrovirus pierda la capacidad de activarse de nuevo, las cuales pueden interrumpir diferentes procesos de su ciclo. De las cuatro opciones para completar la frase siguiente, una es incorrecta, atendiendo al ciclo de un retrovirus. Indique cuál es y justifique por qué es incorrecta.
«La mutación que puede hacer que un retrovirus pierda la capacidad de activarse puede afectar a los genes que codifican…
A. …algunos de los enzimas del retrovirus encargados de llevar a cabo la salida de nuevos viriones.»
B. …algunos de los enzimas encargados de replicar el DNA del retrovirus.»
C. …algunos de los enzimas encargados de montar las cápsides del retrovirus.»
D. …alguna de las proteínas de la cápside.»

La opción incorrecta es: Justificación:

2. En 2013, un equipo formado por veinte científicos de centros de investigación de Moscú y Boston comparó los hsERV presentes en el genoma humano y en el de los chimpancés. El estudio mostró que la mayoría de hsERV están presentes en la misma localización tanto en nuestro genoma como en el de los chimpancés.
Hay, sin embargo, algunos hsERV que están situados en lugares diferentes en nuestro genoma y en el genoma de los chimpancés. En los humanos hay un hsERV situado justo delante del gen PRODH. Este hsERV se llama hsERV_PRODH. El gen PRODH está presente en todos los mamíferos y se expresa en las neuronas. La presencia de hsERV_PRODH en humanos hace que el gen PRODH funcione con más intensidad en nuestra especie que en los chimpancés. Parece que este es uno de los factores que contribuyen a nuestra inteligencia.
A partir de esta información, complete la tabla siguiente: [1 punto]

¿Cómo explica el hecho de que la mayoría de hsERV estén presentes en la misma localización tanto en nuestro genoma como en el de los chimpancés? En el árbol evolutivo siguiente, las inserciones de diferentes hsERV en nuestro linaje se indican con un círculo. Indique con una flecha cuál correspondería a la inserción de hsERV_PRODH: ¿Se puede considerar que la inserción de hsERV_PRODH en nuestro genoma es una mutación? Justifique la respuesta. ¿En qué tipo de célula se debió producir la inserción de hsERV_PRODH? Justifique la respuesta.