Examen de Biología de Cataluña 2024 (convocatoria ordinaria)

En septiembre de 2023, el canal digital de la cadena de noticias CNN publicaba el titular siguiente: «Un equipo de científicos recupera por primera vez RNA de un tigre de Tasmania, una especie extinguida hace años». Esta investigación se llevó a cabo a partir de un ejemplar de esta especie que se conserva en el Museo Sueco de Historia Natural.


Fuente: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Thylacinus_cynocephalus_2_Gould.jpg.

1. Hasta este momento se había conseguido recuperar y aislar DNA de algunos animales extinguidos, pero nunca RNA. [1 punto]
a) Enumere dos diferencias entre los componentes químicos de estos dos ácidos nucleicos.
b) En otro fragmento de la noticia se podía leer la frase siguiente: «El equipo de investigación pudo secuenciar el RNA de los tejidos de la piel y el músculo esquelético del animal e identificar la expresión de genes concretos de los tigres de Tasmania.» ¿De qué tipo de RNA se debe tratar? Justifique la respuesta.

2. La secuencia indicada en la tabla siguiente corresponde a uno de los fragmentos de RNA del gen FTH1 aislado en el músculo esquelético del ejemplar analizado. [1 punto]
a) Complétela utilizando la tabla del código genético que hay a continuación.

Cadena de DNA complementaria					Cadena de DNA que se transcribe					RNA	AUU	CGU	GAG	ACU	UCA Secuencia de la proteína FTH1

b) ¿Cómo se llaman los procesos que permiten a las células sintetizar RNA a partir de un gen y después sintetizar la proteína correspondiente? ¿Dónde se localizan dentro de la célula?

3. El equipo de investigadores también comparó las secuencias de los fragmentos de RNA del músculo esquelético y de la piel del ejemplar de tigre de Tasmania del museo sueco con secuencias conocidas de los mismos tejidos de otras dos especies: el diablo de Tasmania y la oveja. [1 punto]
a) En relación con esta investigación, complete la tabla siguiente:

¿Qué problema querían resolver los investigadores con esta comparación? ¿Qué hipótesis podían haber formulado? Proponga una mejora para que los resultados de esta investigación fueran estadísticamente significativos:

b) El gráfico siguiente representa los resultados obtenidos en tres genes bastante representativos de las semejanzas y las diferencias entre estas especies en cuanto a nivel de expresión génica. Escriba dos conclusiones sobre la semejanza de estas especies o de sus tejidos a partir de esta información.

«España, año 2050. Empiezan a aparecer epidemias de dengue y Zika que producen miles de contagios.» No es el argumento de una película de ciencia ficción, sino el pronóstico de futuro que hace la Sociedad Española de Enfermedades Infecciosas y Microbiología. Estas enfermedades víricas actualmente son endémicas de zonas tropicales, pero poco a poco empiezan a detectarse casos en Cataluña. En 2023 ha habido tres casos de dengue autóctono.

1. El dengue se transmite por medio de la picadura de un mosquito del género Aedes, como el mosquito tigre en Cataluña. Hay cuatro tipos diferentes de virus del dengue. Aunque son todos muy parecidos entre ellos, la infección por uno de ellos no confiere inmunidad contra el resto. [1 punto]
a) Observe la figura siguiente y complete la tabla de abajo con las partes del virus del dengue y las principales biomoléculas que lo forman.

El material genético del virus del dengue consta de unos 10 500 nucleótidos de A, C, G y U. Además, la proporción de G no es la misma que la de C, ni la de A la misma que la de U.

Estructura	Nombre de la estructura	Biomoléculas que forman la estructura A		B		C

b) A partir de las estructuras identificadas en el apartado anterior, justifique la frase siguiente: «La infección por uno de estos tipos de virus del dengue no confiere inmunidad contra el resto.»

2. Janna acaba de llegar de Belice y presenta mucha fiebre y malestar. Los médicos sospechan que podría tener alguna enfermedad endémica de aquel país tropical, como el dengue. Para confirmar o descartar si la joven tiene dengue, utilizan una prueba diagnóstica molecular, rápida y eficiente, mediante la amplificación de una pequeña cantidad de DNA. A continuación, responda a las preguntas siguientes: [1 punto]
— ¿Qué técnica se ha utilizado en la prueba diagnóstica?
— Antes de emplear esta técnica se ha hecho uso de una retrotranscriptasa. ¿Qué es y para qué sirve la retrotranscriptasa?
— El gráfico siguiente corresponde a la prueba diagnóstica de Janna. ¿Es un resultado positivo o negativo? Justifique la respuesta.

— ¿Por qué esta técnica permite reconocer específicamente el material genético de este virus y, en cambio, no el de cualquier otro ni el de las células del paciente?

3. Finalmente, el cuerpo de Janna tendrá que combatir el virus del dengue. Las células y las moléculas de su sistema inmunitario trabajarán de manera coordinada para hacerlo.
Explique cuál ha sido la respuesta del sistema inmunitario de Janna para poder eliminar el virus de su cuerpo. Especifique las células y las moléculas que participan en este proceso. [1 punto]

Las distrofias de la retina son un conjunto de enfermedades que provocan una pérdida progresiva de la visión. La mayoría son hereditarias.

1. A partir del texto siguiente sobre la enfermedad de Stargardt (una distrofia de la retina de origen genético), diga qué patrón de herencia tiene (dominante o recesiva, y autosómica o ligada al sexo) y justifique las respuestas. [1 punto]
La enfermedad de Stargardt es una degeneración de la retina que provoca una alteración de la visión central, que se vuelve borrosa o tiene zonas oscuras. Esta visión es la que utilizamos para leer, mirar el móvil, reconocer las caras y los objetos, etcétera. También puede afectar a la visión de los colores.
Esta patología se presenta en una de cada diez mil personas y por ahora no tiene cura. Suele desarrollarse antes de los veinte años y afecta tanto a los chicos como a las chicas. Solo tienen la enfermedad las personas que han heredado de ambos progenitores el alelo defectuoso ABCA4, situado en el cromosoma 1.

Patrón de herencia de la enfermedad de Stargardt (marque con una cruz la opción correcta): Dominante □ / Recesiva □. Justificación: Patrón de herencia de la enfermedad de Stargardt (marque con una cruz la opción correcta): Autosómica □ / Ligada al sexo □. Justificación:

2. Las investigaciones sobre los procesos causantes de la enfermedad de Stargardt han demostrado que la pérdida progresiva de la visión es debida a la muerte de células de la retina. La vitamina A, necesaria para la visión, cuando se metaboliza da lugar a la formación de diversos productos, como el dímero A2E. En las personas afectadas por esta enfermedad, el transportador de membrana ABCA4 no es funcional y estos productos se acumulan en la retina. Algunos estudios sugieren que los dímeros A2E activan la respuesta inmunitaria, concretamente el sistema del complemento. [1 punto]
a) ¿Qué es el sistema del complemento?
b) En el caso de las personas afectadas por esta enfermedad, explique de qué manera el sistema del complemento podría provocar la muerte de las células de la retina.

3. Algunos ratones son homocigotos para el alelo ABCA4 no funcional y, por tanto, tienen la enfermedad de Stargardt. Actualmente se investiga un tratamiento de terapia génica en estos ratones. Esta terapia consiste en introducir el gen ABCA4 funcional en las células de la retina de los ratones con el objetivo de frenar la progresión de la enfermedad y recuperar la pérdida de la visión. [1 punto]
La figura siguiente presenta una parte del procedimiento de esta terapia:

Fuente: Adaptación hecha a partir de una imagen de https://padiracinnovation.org.
a) ¿Cuál es la función del virus en este procedimiento de terapia génica?
b) Explique qué función hacen los enzimas de restricción y las ligasas en la obtención del DNA recombinante que contiene el gen ABCA4 funcional.

Función de los enzimas de restricción: Función de las ligasas:

Un estudio liderado por un equipo de investigación del Instituto de Ciencias del Mar (ICM-CSIC) de Barcelona y la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB), publicado en la revista Environmental Science & Technology, concluyó que los genes mer, presentes en algunas especies bacterianas, permiten a estos microorganismos actuar sobre el mercurio atrapado en los sedimentos marinos.

1. Uno de estos microorganismos es Alteromonas, un género bacteriano que se encuentra en las aguas marinas. Son bacilos heterótrofos, gramnegativos y flagelados. [1 punto]
a) Complete la tabla siguiente escribiendo qué significa cada uno de los términos que se recogen en ella y cómo se puede comprobar.

	¿Qué quiere decir?	¿Cómo se puede comprobar? Bacilo		Heterótrofo		Gramnegativo		Flagelado	Dispone de un flagelo.	Observando su estructura a través de una imagen microscópica.

b) Calcule la longitud en micrómetros de la bacteria marcada con la letra A en la imagen siguiente.

Fuente: Imagen obtenida mediante microscopio electrónico (2 000 ×).

2. Albert, un alumno de segundo de bachillerato, después de leer este estudio, mantiene la conversación siguiente con Laura, una compañera de clase:
ALBERT: ¿El gen mer se podría incorporar, de manera natural, en bacterias marinas de otro género?
LAURA: Supongo que, para que pasara eso que dices, se tendría que dar alguno de los mecanismos de transferencia lateral u horizontal del DNA.
ALBERT: ¿Cuáles son estos mecanismos? No los recuerdo.
LAURA: Ahora mismo podría explicarte dos.
¿Qué respuesta tendría que dar Laura a Albert? [1 punto]

Nombre del mecanismo 1: — Explicación del mecanismo 1: Nombre del mecanismo 2: — Explicación del mecanismo 2:

Los herbicidas son productos que se utilizan para eliminar las malas hierbas. La acción de muchos herbicidas se basa en la inhibición de enzimas clave de las vías anabólicas vegetales. Paraquat®, Pinoxaden®, Chlorsulfuron® y Tetflupyrolimet® son ejemplos de estos tipos de herbicidas.

1. El esquema siguiente muestra algunas de las principales vías anabólicas en vegetales y la vía que queda inhibida por cada uno de los cuatro herbicidas mencionados.

Observe el esquema y responda a las cuestiones siguientes: [1 punto]

¿Cómo se llama la vía inhibida por Paraquat® (vía A)? ¿En qué orgánulo (y en qué parte de este orgánulo) se localiza la vía A en vegetales? La inhibición de la vía A comportará también la inhibición del ciclo de Calvin por la falta de dos biomoléculas provenientes de la vía A. ¿Cuáles son estas dos biomoléculas? Pinoxaden® impide la fabricación de ácidos grasos inhibiendo la vía B. ¿Cómo se llama la vía B? Chlorsulfuron® impide la síntesis de determinados aminoácidos. La falta de estos aminoácidos hace que no se puedan fabricar proteínas mediante la vía (o proceso) C. ¿Cómo se llama la vía C y en qué orgánulo tiene lugar? Tetflupyrolimet® impide la fabricación de bases nitrogenadas a partir de las cuales el vegetal sintetiza nucleótidos. ¿Qué dos moléculas hay que añadir a una base nitrogenada para obtener un nucleótido?

2. A continuación se muestran las tres biomoléculas que la célula vegetal no puede fabricar por la acción de Pinoxaden®, Chlorsulfuron® y Tetflupyrolimet®:

A partir de estas tres biomoléculas y de la información del esquema de la pregunta anterior, complete la tabla siguiente y responda a la cuestión de abajo. [1 punto]

	Nombre de la biomolécula	¿Cuál de los tres herbicidas (Pinoxaden®, Chlorsulfuron® o Tetflupyrolimet®) impide que sea sintetizada? Razone la respuesta	¿Por qué la falta de esta biomolécula causa la muerte del vegetal? Molécula A	Fosfolípido	Herbicida: — Razonamiento:	Molécula B		Herbicida: — Razonamiento:	Molécula C		Herbicida: — Razonamiento:

¿Cuál (o cuáles) de las tres biomoléculas no podría sintetizar la planta por la acción del herbicida Paraquat®? Razone la respuesta.

Un artículo de la revista Investigación y Ciencia publicado en agosto de 2021 alertaba del incremento preocupante de las infecciones fúngicas. El texto describe la situación de enfermos hospitalizados por infecciones pulmonares graves a los que se administran fármacos para tratar la infección pulmonar y la inflamación asociada, y también fármacos inmunosupresores. Este tratamiento hace que los pacientes queden indefensos ante otros patógenos y, a menudo, contraen sobreinfecciones causadas por el hongo Candida auris, resistente a la mayoría de antifúngicos.

1. Muchos hongos viven en el medio natural alimentándose de restos orgánicos en descomposición, y solo ocasionalmente parasitan animales. Cuando sus esporas penetran en el cuerpo del huésped, le pueden causar enfermedades graves. Hace años se pensaba que los mamíferos estábamos protegidos de los hongos porque nuestra temperatura corporal es superior a la temperatura óptima para estos organismos, pero el calentamiento global del planeta ha comportado un incremento de las enfermedades causadas por los hongos. Justifique, en términos evolutivos, la razón de este incremento de enfermedades provocadas por hongos. [1 punto]

2. Algunos de los tratamientos que se utilizan para tratar las infecciones fúngicas son los antihistamínicos y la seroterapia. [1 punto]
a) Los antihistamínicos son unos fármacos que se utilizan para combatir la inflamación. En una página web se puede leer la información siguiente sobre la acción de los antihistamínicos:
«Los antihistamínicos bloquean la acción de la histamina, que es el anticuerpo responsable de la inflamación. La histamina es segregada por los mastocitos y los eosinófilos.»
Esta explicación que acaba de leer contiene dos errores. Diga cuáles son e indique cómo se tendrían que corregir.

Error 1: — Corrección: Error 2: — Corrección:

b) La seroterapia, en cambio, consiste en inyectar anticuerpos contra el microorganismo que se quiere combatir.

¿Qué tipo de biomoléculas son los anticuerpos? ¿Qué tipo de inmunización comporta la inyección de este suero? (Marque con una cruz la opción correcta en cada caso.) Activa □ / Pasiva □ — Natural □ / Artificial □