Examen de Biología de Cataluña 2023 (convocatoria ordinaria)

Desde el año 2000 se tiene constancia de la presencia de algunos lobos en Cataluña, que provienen de la expansión natural de la población italiana de lobos. Desde la cordillera de los Apeninos, los lobos italianos llegaron a los Alpes franceses y, desde allí, unos cuantos llegaron a los Pirineos.
Lea el texto siguiente, relativo a la importancia de los lobos en los ecosistemas norteamericanos:


Fuente: https://mediambient.gencat.cat/ca/05_ambits_dactuacio/patrimoni_natural/fauna-autoctona-protegida/gestio-especies-protegides-amenacades/mamifers/llop/.

Hay que admitir que puede parecer un poco exagerado hacer de la figura del lobo un emblema contra el cambio climático. El planteamiento es muy sencillo y evidente. Los lobos se alimentan de otros animales; de hecho, principalmente de grandes herbívoros. Los ciervos y corzos, que constituyen el 75 % de sus presas, tienen una dieta totalmente vegetariana. Esto quiere decir que, al digerir la vegetación que ingieren, estos mamíferos procesan y descomponen gran parte de la materia consumida en CO₂ y agua. La desaparición de grandes depredadores como los lobos causa cambios significativos en los ecosistemas. El número de depredadores de tamaño más pequeño, como zorros o coyotes, aumenta. Este hecho no es nada sorprendente, ya que en condiciones normales serían presas de los lobos y, ocasionalmente, se alimentan de lo mismo que ellos.
Adaptación hecha a partir de un fragmento del libro de Peter WOHLLEBEN. El intenso respirar de los árboles, 2022, p. 135-138

1. Responda a las cuestiones siguientes: [1 punto]
a) Construya una red trófica que refleje la información del texto anterior.
b) ¿Cuál es el nivel trófico que no se encuentra representado en esta red? ¿Cuál es su función en el ecosistema?

2. Conteste las preguntas de la tabla siguiente: [1 punto]

¿Qué vías metabólicas permiten a los ciervos y corzos del texto anterior descomponer completamente la glucosa de la materia vegetal que consumen en CO₂ y agua? ¿En qué proceso se genera el CO₂? ¿En qué proceso se genera el agua? ¿Qué balance energético global se obtiene en este proceso a partir de la glucosa?

3. La desaparición de los lobos hace aumentar la incidencia de enfermedades en sus presas. El hecho de que no haya lobos permite un contacto más frecuente entre los grandes herbívoros y que se propaguen más rápidamente los organismos patógenos. En los ciervos, una de estas enfermedades es causada por el virus de Schmallenberg. Este virus se detectó en Europa por primera vez en 2011 y afecta principalmente a animales rumiantes. Indique qué respuesta inmunitaria se producirá en un ciervo que entra en contacto por primera vez con el virus de Schmallenberg y explique todo el proceso inmunitario hasta que el ciervo queda inmunizado. [1 punto]

En una investigación publicada en 2021 en la revista Nature, un equipo de científicos internacionales, encabezados por un investigador del Instituto de Investigación Biomédica de Barcelona (IRB), encontró que el ácido palmítico hace que las células tumorales sean más agresivas y tengan más capacidad de provocar metástasis.


Fuente: https://www.nature.com/articles/s41586-021-04075-0.

1. El aceite de palma, a diferencia de la mayoría de aceites vegetales, contiene de un 40 % a un 50 % de ácidos grasos saturados (principalmente, ácido palmítico), de un 37 % a un 46 % de ácidos grasos monoinsaturados (principalmente, ácido oleico) y un 10 % de ácidos grasos poliinsaturados. Por las características que tiene, la industria alimentaria utiliza el aceite de palma para hacer coberturas de chocolate que no se fundan fácilmente. Responda a las preguntas de la tabla siguiente: [1 punto]

Explique qué quiere decir que el ácido palmítico es un ácido graso saturado. ¿Cuál es la característica del ácido palmítico que permite que el chocolate de las coberturas cueste más de fundirse? Razone la respuesta. Teniendo en cuenta que el ácido palmítico tiene 16 átomos de carbono, represente la fórmula de esta molécula. El ácido palmítico es una molécula anfipática. Explique qué quiere decir esto. La tripalmitina, o triglicérido del ácido palmítico, es una molécula empleada en medicina y en cosmética. ¿Cómo se llama la reacción de síntesis de la tripalmitina a partir del glicerol (o glicerina) y el ácido palmítico?

2. La tripalmitina es una grasa. Rellene las casillas en blanco de la tabla siguiente con el nombre de las vías metabólicas que nos permiten obtener energía a partir de las grasas. Escriba el nombre (nombrándolas en el orden en que se producen), el compartimento celular donde tienen lugar y, si procede, su localización dentro del compartimento celular. [1 punto]

Orden	Vías metabólicas que permiten obtener energía a partir de las grasas	Compartimento celular donde tienen lugar	Localización dentro del compartimento celular 1			2			3			4

3. Para estudiar el efecto del ácido palmítico sobre las células cancerosas, los investigadores trasplantaron tumores de pacientes a ratones inmunodeprimidos. Estos ratones no rechazaron el tumor. [1 punto]
a) El ratón desnudo (nude mouse, en inglés) es una cepa de ratones de laboratorio inmunodeprimidos, con una mutación genética que hace que el animal no tenga timo. Rellene la tabla siguiente:

¿Qué células del sistema inmunitario maduran en el timo? Mencione dos funciones biológicas de estas células: 1. — 2.

b) La mayoría de las cepas de ratón desnudo no son completamente inmunodeprimidas. Por este motivo, actualmente se trabaja con ratones con defectos más completos en el sistema inmunitario gracias al bloqueo de algunos genes. En la tabla siguiente se muestra parte del procedimiento para obtener ratones con genes bloqueados (knockout mouse, en inglés), pero las fases están desordenadas. Ordene la secuencia de este procedimiento numerando las fases del 1 al 7.

Fases del procedimiento	Número de orden Inserción de un gen marcador en el gen bloqueado	Aislamiento de células embrionarias de ratón	Implantación del blastocisto en una hembra de ratón	Bloqueo del gen específico involucrado en el sistema inmunitario	Inserción de las células que presentan el gen bloqueado en un blastocisto (embrión)	Selección de las células que han incorporado el marcador	Obtención de la cría de ratón con el gen bloqueado

Lea el texto siguiente, sobre las relaciones interespecíficas de las tortugas carey:


Tortuga carey. Fuente: https://www.enciclopedia.cat/gran-enciclopedia-catalana/tortuga-carei.

Las tortugas carey (Eretmochelys imbricata) tienen un pico puntiagudo y curvado, muy útil para comer las esponjas que hay encima y dentro de los corales. Como consecuencia de esto, los corales tienen más espacio para establecerse.
Hay algunos peces ángel (géneros Pomacanthus y Holacanthus) que comen las esponjas que quedan en los agujeros que las tortugas dejan e incluso se alimentan de fragmentos de esponjas que caen de la boca de las tortugas.
Además de las interacciones con corales, esponjas y peces ángel, las tortugas también tienen epibiontes. Los epibiontes son organismos que viven encima de otro ser vivo. Las tortugas carey tienen más de cien epibiontes diferentes que se alimentan de ellas, entre los cuales hay crustáceos, moluscos y anélidos.
También hay peces limpiadores, como algunos del género Thalassoma, que se alimentan exclusivamente de algunos de estos epibiontes y evitan enfermedades graves a las tortugas.
Traducción y adaptación hechas a partir de un fragmento de la Enciclopedia virtual de los vertebrados españoles, Museo Nacional de Ciencias Naturales (CSIC)

1. Después de haber leído el texto, complete la tabla siguiente: [1 punto]

Organismos	Relación ecológica interespecífica entre los dos organismos	Justificación Tortugas carey y esponjas		Esponjas y corales		Tortugas carey y organismos epibiontes		Tortugas carey y peces limpiadores

2. Las tortugas carey tienen un pico mucho más puntiagudo y curvado que el resto de tortugas marinas. Explique el mecanismo evolutivo por el cual las tortugas carey pueden haber adquirido esta característica. [1 punto]

3. Las tortugas carey están catalogadas como especie «en peligro crítico de extinción», según la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN). Rellene la tabla siguiente con los efectos que tendría a corto plazo la desaparición de la tortuga carey sobre cada población de organismos, teniendo en cuenta la información dada al inicio del ejercicio. [1 punto]

Organismos	Efectos de la desaparición de la tortuga carey sobre estos organismos	Justificación Esponjas		Corales		Peces ángel		Organismos epibiontes		Peces limpiadores

La galactosemia es una enfermedad hereditaria causada por una deficiencia enzimática que se caracteriza por la incapacidad de metabolizar la galactosa. Esta anomalía provoca una acumulación de galactosa en el hígado, lesiones en este órgano y anomalías en el sistema nervioso central.

1. La galactosa es uno de los monosacáridos que componen la lactosa, el disacárido que se encuentra principalmente en la leche. [1 punto]
a) Observe las moléculas siguientes y rellene la tabla que hay debajo.

La lactosa es la molécula: Encierre en un círculo en el dibujo la galactosa que forma parte de la lactosa. ¿Cuál es el nombre del otro monosacárido que forma parte de la lactosa? ¿Qué color presenta la lactosa en la prueba de Fehling? Justifique la respuesta. ¿Qué color presenta la lactosa en la prueba de Lugol? Justifique la respuesta.

b) Los recién nacidos que presentan galactosemia no pueden alimentarse de leche materna. Razone si un posible tratamiento podría ser alimentarlos con leche a la cual se ha añadido lactasa, lo que se conoce comercialmente como leche sin lactosa.

2. El árbol genealógico siguiente es de una familia en la cual se han dado casos de galactosemia. Los individuos afectados se muestran en color negro (los cuadrados representan a los hombres y los círculos, a las mujeres). [1 punto]

a) Rellene la tabla siguiente, relativa al patrón de herencia de esta enfermedad.

El alelo que produce la galactosemia es (marque con una cruz la opción correcta): Dominante □ / Recesivo □. Justificación: El gen que produce la galactosemia es (marque con una cruz la opción correcta): Autosómico □ / Ligado al sexo □. Justificación:

b) Si la pareja II-4 y II-5 tienen otro hijo, ¿cuál es la probabilidad de que sea niño y tenga galactosemia? Justifique la respuesta.

Las cepas bacterianas prototróficas pueden crecer en un medio de cultivo mínimo, ya que a partir de los componentes de este medio sintetizan todas las moléculas necesarias para vivir.
En cambio, las cepas auxótrofas no pueden crecer en un medio mínimo; necesitan que el medio tenga algún componente que ya no pueden sintetizar porque han sufrido una determinada mutación.

1. En 1946 Joshua Lederberg y Edward L. Tatum hicieron un experimento con dos cepas de Escherichia coli doblemente auxótrofas:
— Cepa A: no podía crecer en un medio mínimo porque necesitaba que el medio tuviera biotina (una vitamina) y metionina (un aminoácido). Su fenotipo se simbolizó como Bio⁻ Met⁻ Thr⁺ Leu⁺.
— Cepa B: no podía crecer en un medio mínimo porque necesitaba treonina y leucina (dos aminoácidos). Su fenotipo se simbolizó como Bio⁺ Met⁺ Thr⁻ Leu⁻.
Cuando Lederberg y Tatum mezclaron la cepa A y la cepa B, obtuvieron cepas prototróficas (Bio⁺ Met⁺ Thr⁺ Leu⁺) que crecían en un medio mínimo.

Al interpretar el resultado del experimento, Lederberg y Tatum especularon sobre la posibilidad de que se hubiera producido una reproducción sexual en bacterias. Quizá se había formado un cigoto, en el cual se habían recombinado los genes de las dos cepas, lo cual habría originado la cepa prototrófica.
Complete la tabla siguiente: [1 punto]

Tipo de reproducción en las bacterias: Explicación o dibujo del proceso de reproducción en las bacterias: ¿Es válida la especulación de Lederberg y Tatum de 1946? Razone la respuesta.

2. Lederberg y Tatum, en el experimento descrito en el apartado anterior, habían descubierto un nuevo mecanismo de transferencia horizontal de genes entre bacterias. Como entonces ya se conocía el mecanismo de la transformación, en 1950 Bernard Davis diseñó un experimento con las cepas de E. coli usadas por Lederberg y Tatum para descartar que los resultados de estos autores fueran debidos a la transformación.
En la base de un tubo en forma de U, Davis colocó un filtro que permitía el paso del medio y de las partículas que había disueltas, pero no de las bacterias. En un lado del tubo colocó las bacterias de la cepa A y, en el otro, las de la cepa B. A continuación, con un sistema de presión/succión movía el medio a través del filtro por todo el tubo. Después sembró bacterias de los dos lados en un medio mínimo y comprobó que no crecían.

Complete la tabla siguiente: [1 punto]

Explique por qué el experimento de Davis descarta la transformación bacteriana. ¿Qué mecanismo de transferencia horizontal de genes habían descubierto Lederberg y Tatum en el experimento descrito en el apartado anterior? Explique qué había pasado entre la cepa A y la cepa B en el experimento de Lederberg y Tatum, descrito en el apartado anterior, que había provocado la aparición de bacterias Bio⁺ Met⁺ Thr⁺ Leu⁺.

La diarrea del viajero es una enfermedad normalmente leve que algunas personas sufren cuando hacen viajes por motivos de trabajo o de ocio. Los tratamientos con probióticos se utilizan para combatir la diarrea del viajero y también como medida preventiva.

1. La imagen siguiente corresponde a Bifidobacterium lactis, una de las bacterias presentes en los probióticos. [1 punto]

Fuente: https://www.ingredientsnetwork.com/47/product/99/09/50/1_1_BlacAD011-10.png.
a) Calcule a cuántos aumentos se ha hecho esta micrografía. Indique la fórmula utilizada y los cálculos que ha hecho para obtener el resultado.
b) La bacteria Bifidobacterium lactis es grampositiva. ¿Qué envolturas tienen sus células? Indique su composición química.

2. En un estudio hecho en 2017 por Hasle y sus colaboradores (Journal of Travel Medicine, 24) para valorar la eficacia del uso de probióticos como tratamiento preventivo de la diarrea del viajero se obtuvieron los datos siguientes: [1 punto]

Grupo del probiótico: no sufrieron diarrea del viajero	Grupo del probiótico: sufrieron diarrea del viajero	Grupo de control: no sufrieron diarrea del viajero	Grupo de control: sufrieron diarrea del viajero 135	32	119	48

a) Responda a las preguntas siguientes, que hacen referencia a este estudio:

¿Cuál es la variable independiente de este estudio? ¿Cuál es la variable dependiente de este estudio? ¿Por qué hay que establecer un grupo de control? Mencione dos variables más que se tuvieron que controlar en este estudio.

b) Dibuje un gráfico a partir de la información de la tabla del enunciado que represente los resultados del ensayo con probióticos contra la diarrea del viajero. Seguidamente, calcule el porcentaje de viajeros que han sufrido este tipo de diarrea en cada grupo y elabore una conclusión del estudio a partir de los datos obtenidos.

Porcentaje de viajeros afectados por la diarrea del viajero en el grupo que tomó el probiótico: Porcentaje de viajeros afectados por la diarrea del viajero en el grupo de control: Conclusión del estudio: