Ácidos nucleicos

a) Los monómeros que forman parte de los ácidos nucleicos son los nucleótidos. Están formados por la unión de una base nitrogenada (adenina, guanina, citosina, timina y uracilo) al carbono 1′ de una pentosa (ribosa o desoxirribosa) y un grupo fosfato unido al carbono 5′ de la pentosa.

b) En el caso del RNA la pentosa es ribosa y las bases nitrogenadas son A, G, C y U. En el caso del DNA la pentosa es desoxirribosa y las bases nitrogenadas pueden ser A, G, C y T.

Soluciones tampón

a) Una solución tampón es la que está formada por la disolución de un ácido débil y su correspondiente base conjugada. La adición de pequeñas cantidades de H+ o de OH- a estos sistemas no produce cambios de pH en el intervalo propio de ese tampón, lo que permite amortiguar posibles cambios de pH en el medio.

b) Es el tampón bicarbonato, que en medio ácido se desplaza hacia la forma ácido carbónico (y posteriormente a CO2) por el aumento de H+.

Holoenzimas, apoenzimas y cofactores

Algunas enzimas precisan para su actividad de un componente no proteico que se denomina cofactor. Cuando esa enzima no posee el cofactor no es activa y se denomina apoenzima. La enzima unida a su cofactor es la holoenzima y es activa. Los cofactores pueden ser iones metálicos, Cu2+, Zn2+, Mn2+… o bien moléculas orgánicas más complejas denominadas coenzimas (coenzima A, FAD, tiamina pirofosfato…).

Proteínas

a) Falso, una proteína puede estar formada por más de una cadena polipeptídica.

b) Verdadero, se forman enlaces de hidrógeno entre los grupos NH y CO del enlace peptídico.

c) Falso, debido a la deslocalización electrónica tiene carácter de doble enlace por lo que no tienen libre rotación.

d) Falso, solamente presentan estructura cuaternaria aquellas formadas por más de una cadena polipeptídica.

e) Verdadero, la desnaturalización es la pérdida de función asociada a la pérdida de la estructura tridimensional ya que la estructura de la proteína condiciona su función.

Bioelementos

a) Bioelementos primarios: constituyen aproximadamente el 99% del total de la materia viva y son los componentes fundamentales de las biomoléculas. Los secundarios se encuentran en menor proporción y los oligoelementos se encuentran en proporciones inferiores al 0,1% pero desempeñan funciones esenciales y son imprescindibles.

b) C, O, N y P son bioelementos primarios; Na, Cl y Mg son bioelementos secundarios; y Mn, Zn y Cu son oligoelementos.

Fosfolípidos

a) Es un fosfolípido, fosfoglicérido o glicerofosfolípido.

b) A: glicerol; B: dos ácidos grasos (uno saturado y otro insaturado) esterificados a la molécula de glicerol; C: grupo fosfato; D: X es el grupo de cabeza que puede ser un alcohol o un aminoalcohol.

c) Es una molécula anfipática, es decir una parte de la molécula (cabeza) es polar (hidrofílica) y otra (las colas) apolar (hidrofóbica).

d) Las membranas celulares, ya que en disolución acuosa forman bicapas lipídicas.

Orgánulos celulares

1. Cloroplasto, realiza la fotosíntesis;
2. Aparato de Golgi, participa en procesos de secreción y reciclaje de la membrana plasmática, glicosilación de proteínas y lípidos y formación de lisosomas y vacuolas;
3. Retículo endoplasmático rugoso, su función es la síntesis y glicosilación de proteínas;
4. Vacuola (de la célula vegetal), su función es regular fenómenos osmóticos, acumular sustancias, etc;
5. Núcleo celular, contiene la información genética y en él se produce la replicación del DNA, la transcripción del mRNA y la síntesis de rRNA y tRNA.
6. Mitocondria, realiza la respiración celular aerobia, para la obtención de energía.

Metabolismo del piruvato

a) La primera reacción es la fermentación láctica y ocurre en anaerobiosis y la segunda es la descarboxilación del piruvato y ocurre en aerobiosis,

b) El lactato no continua oxidándose, pero el acetil-CoA entra en el ciclo de Krebs y continua oxidándose hasta CO2, por tanto el rendimiento energético es mayor en condiciones aeróbicas en las que la glucosa se oxida por completo hasta CO2 y los coenzimas reducidos formados ceden sus electrones a la cadena de transporte electrónico mitocondrial acoplada a la síntesis de ATP.

Fotosíntesis y quimiosíntesis

a) En la fotosíntesis la energía necesaria para la síntesis de materia orgánica se obtiene de la luz del sol y en la quimiosíntesis de reacciones químicas.

b) Los organismos autótrofos sintetizan las biomoléculas orgánicas a partir de sustancias inorgánicas, mientras que los heterótrofos lo hacen a partir de sustancias orgánicas sencillas.

c) En el flujo no cíclico participan el fotosistema I y II y se obtiene ATP, NADPH y O2, mientras que en el cíclico participa sólo el fotosistema 1 y se obtiene ATP, pero no O2 ni NADPH.

Osmosis y medios isotónicos, hipertónicos e hipotónicos

La ósmosis es el movimiento neto de agua a través de una membrana semipermeable desde una zona de baja concentración de solutos hacia otra de mayor concentración. Cuando la concentración del medio extracelular es igual a la del medio interno, los medios son isotónicos y no hay movimiento neto de agua entre ellos. Si los medios tienen distinta concentración de solutos, el de mayor concentración es hipertónico y el de menor concentración hipotónico. Cuando la célula tiene mayor concentración de solutos que el medio extracelular se producirá la entrada de agua a la célula, lo que provocará un hinchamiento denominado turgencia celular (en el caso de células animales, la falta de pared provocará la lisis celular). Cuando la célula tiene menor concentración de solutos que el medio extracelular se producirá la salida de agua de la célula, lo que provocará que esta disminuya su volumen (plasmólisis o crenación) pudiendo ocasionar la muerte celular.

Relación de estructuras celulares

1H, 2G, 3F, 4A, 5D, 6E, 7B, 8C

Funciones de moléculas

Colesterol: Forma parte de membranas biológicas regulando su fluidez y es precursor de sales biliares, horm

onas esteroideas (glucocorticoides, mineralocorticoides y hormonas sexuales) y de vitamina D. Glucoesfingolípidos: Forman parte de membranas biológicas, se encuentran en la cara externa de la membrana y participan en reconocimiento celular. Triacilglicéridos: Reserva energética sobre todo en animales, también pueden actuar como amortiguadores mecánicos o aislante térmico. Ceras: Función de protección e impermeabilizante.

b) Indica las diferencias entre proteínas globulares y fibrosas (1 punto). c) Clasifica las proteínas de la columna A según sean globulares o fibrosas (2 puntos).

a) 1d, 2e, 3h, 4f, 5c, 6b, 7a, 8g.

b) Proteínas globulares: conformación globular (esferoidal) con alto grado de plegamiento (compactas) y solubles en agua. Proteínas fibrosas: conformación filamentosa, proteínas alargadas, resistentes e insolubles en agua, generalmente con función estructural.

c) Globulares: Hemoglobina, histona, albúmina y globulinas. Fibrosas: Colágeno, queratina, miosina y fibrina.

En relación con las proteínas:a) Relaciona los términos de la columna A con los de la columna B (2 puntos).

Explica la diferencia entre heterofagocitosis y autofagocitosis. (2 puntos).En la heterofagocitosis los lisosomas digieren material de origen exógeno que se incorpora a la célula por endocitosis, pinocitosis o fagocitosis mientras que en la autofagocitosis el lisosoma digiere material de origen endógeno para que se produzca recambio de los componentes celulares.

Observa la imagen del siguiente orgánulo celular, indica el nombre de las estructuras marcadas con números y señala un proceso que tenga lugar en cada una de ellas (3 puntos).1: Membrana mitocondrial interna: Cadena de transporte electrónico y síntesis de ATP.

2:Matriz mitocondrial: Ciclo de Krebs, β-oxidación de ácidos grasos y descarboxilación del piruvato.

3: Espacio intermembrana: Generación del gradiente de H+ para la síntesis de ATP

En relación con las membranas celulares define el concepto de bomba. ¿Cuál es la función principal de la bomba Na+-K+ en las células animales? (3 puntos).Una bomba es una proteína transportadora que realiza transporte activo, en contra de gradiente electroquímico, utilizando energía metabólica. La bomba Na+-K+ utiliza energía del ATP para expulsar sodio del interior celular e introducir potasio y así mantener el gradiente electroquímico y el potencial de membrana.

a) Identifica a partir de las estructuras A y B cuál se corresponde con la α-D glucopiranosa y cuál con la β-D fructofuranosa (1 punto).Ambos monosacáridos se unen para formar el disacárido mostrado en C:b) Indica cómo se denomina el enlace que se forma y a qué disacárido corresponde (1 punto).c) Indica las fuentes naturales de este disacárido y justifica si posee o no carácter reductor (1 punto). d)  Describe la estructura y función de dos polisacáridos con funciones diferentes (2 puntos).

a) A es β-D fructofuranosa y B es α-D glucopiranosa.

b) Enlace O-glucosídico; el disacárido es la sacarosa.

c) Se encuentra en plantas. Es abundante en remolacha y caña de azúcar de donde se extrae para consumo humano. No posee carácter reductor ya que no queda ningún carbono anomérico libre (es un enlace dicarbonílico).

d) Se podrá describir la estructura de un polisacárido con función de reserva energética, por ejemplo, almidón o glucógeno y otro con función estructural como celulosa o quitina, indicando el monosacárido que lo forma, si es un polisacárido lineal o ramificado y el tipo de enlace que une las unidades de monosacárido.

Relaciona 1d, 2b, 3g, 4c, 5f, 6i, 7h, 8a, 9e, 10j

 Para estudiar la vía de síntesis y secreción de proteínas mediante el seguimiento del marcaje radioactivo:a) ¿Qué moléculas deberíamos marcar? (0,5 puntos).b) Cita los orgánulos implicados y el orden en que intervienen y explica qué ocurre en cada uno de ellos (3.5 puntos).a) Los aminoácidos.

b) En primer lugar interviene el retículo endoplasmático rugoso, RER, que a través de los ribosomas adheridos a su membrana sintetiza las proteínas que quedan en su lumen donde se glucosilan o adquieren la conformación espacial. En segundo lugar, se producen vesículas portadoras de las proteínas que se unen a los sáculos del aparato de Golgi, por la cara cis. Una vez dentro finaliza la glucosilación de las proteínas y se dirigen a la cara trans mediante la formación de vesículas y la unión de estas a los sáculos del dictiosoma. Una vez en la cara trans, las vesículas se dirigen hasta la membrana, uniéndose a ésta y secretando su contenido, a través del proceso de exocitosis.

 En algunas células pueden darse reacciones metabólicas que carboxilan la ribulosa 1,5-bisfosfato, producen gliceraldehído 3-fosfato y consumen ATP y cofactores reducidos.a) ¿De qué ruta forman parte esas reacciones y en qué orgánulo tienen lugar (indica también en qué parte de éste)? (1 punto).b) ¿Se trata de una ruta anabólica o catabólica? Justifica la respuesta (1 punto).c) ¿De qué procesos provienen el ATP y los cofactores reducidos que se consumen y donde tienen lugar? (1 punto).

a) Las reacciones citadas forman parte del ciclo de Calvin o de la reducción de las pentosas fosfato, y tienen lugar en el estroma del cloroplasto.

b) Se trata de una ruta anabólica porque a partir del CO2 (molécula inorgánica pobre en E), se producen moléculas orgánicas complejas (triosas P) ricas en E.

c) El ATP y los cofactores reducidos proceden de la fotofosforilación y del flujo no cíclico de electrones (fase luminosa) que tienen lugar en la membrana de los tilacoides.

Observa la estructura de la figura y responde a las siguientes cuestiones:a) ¿Qué tipo de biomolécula es? Razona la respuesta (1 punto).b) ¿De qué macromoléculas puede ser monómero? Indica la función de cada una de ellas (3puntos).c) Nombra qué tipo de enlace se formaría entre dos moléculas de este tipo y representa dicho enlace (1 punto).

a) Es un nucleótido formado por un grupo fosfato, una pentosa (ribosa) y una base nitrogenada (uracilo)

b) Al ser un nucleótido de uracilo y ribosa deben interpretar que es un monómero de RNA y no de DNA, por tanto, puede formar parte del mRNA que lleva el mensaje genético transcrito para que sea traducido a proteína, también forma parte del tRNA que lleva los aminoácidos correspondientes al codón del mRNA en la traducción a proteína y del rRNA que forma parte de los ribosomas, donde se unirán el mRNA y el tRNA para la síntesis de proteínas

c) Es enlace covalente de tipo fosfodiéster. Deben representar que el enlace se realiza entre el grupo hidroxilo del C3 y el grupo fosfato que hay en el C5 del nucleótido entrante y se libera H2O.

Relaciona las siguientes moléculas con el grupo al que pertenecen (2 puntos):Moléculas: A-Insulina; B-Vitamina K; C-Amilasa; D-Ácido linoleico; E-Testosterona.Grupo al que pertenecen: 1-Glúcidos; 2-Lípidos; 3-Proteínas; 4-Ácidos nucleicos.

A-3; B-2; C-3, D-2; E-2

¿Por qué un aumento brusco en la temperatura o una variación en el valor del pH del medio pueden provocar la pérdida de función de una proteína? ¿Cómo se denomina este proceso? (3 puntos).La función biológica de las proteínas depende de su conformación nativa (su estructura tridimensional). Un aumento brusco de temperatura o la variación del pH pueden alterar la conformación nativa al romperse las interacciones que la mantienen. Como consecuencia la proteína ya no es funcional. Este proceso se denomina desnaturalización.

En relación con la estructura de las proteínas:a) Explica las características de la estructura secundaria en α-hélice (1 punto).b) Explica qué es la estructura terciaria y qué tipos de enlaces la estabilizan (2 puntos).c) Indica cuatro funciones desempeñadas por proteínas y cita un ejemplo de cada una (2 puntos).

a) La estructura secundaria en α-hélice es una hélice dextrógira, estabilizada por puentes de hidrógeno intracatenarios, y con las cadenas laterales hacia el exterior

b) La estructura terciaria es la disposición tridimensional de todos los aminoácidos que componen la proteína y se estabiliza mediante interacciones entre las cadenas laterales de los mismos: puentes disulfuro, interacciones

electrostáticas, puentes de hidrógeno, fuerzas de van der Waals e interacciones hidrofóbicas; c) Funciones: transporte (p.e. hemoglobina, mioglobina…), estructural (p.e. queratina, colágeno…), contráctil (p.e. actina, miosina…), hormonal/reguladora (p.e. insulina, glucagón…), enzimática (p.e. hidrolasa, hexoquinasa…), de defensa (p.e. inmunoglobulinas, fibrinógeno…), reserva (p.e. ovoalbúmina, caseína…).

Observa la figura y responde a las siguientes cuestiones (3 puntos):a) ¿Qué molécula representa? b) ¿Presenta isomería? Justifica la respuesta. En caso afirmativo

indica qué tipo de isomería. c) ¿Tiene carácter reductor o no reductor? Justifica la respuesta.

a) Es una molécula de glucosa. Concretamente α-D-glucosa (0,5 puntos)

b) Sí, presenta isomería. En la naturaleza se pueden identificar azúcares D y L según la configuración en torno al último carbono asimétrico (C5 en la glucosa), e isómeros α y β (anómeros) en las formas cíclicas según la configuración en torno al C1 (antiguo 
carbono del grupo carbonilo) (1,5 puntos)

c) Es un azúcar reductor porque tiene el carbono anomérico libre (1 punto)

Basándote en la estructura química del agua, describe su carácter dipolar. ¿Qué tipo de interacciones se forman entre las moléculas de agua? (2 puntos).

La molécula de agua consta de un átomo de oxígeno unido mediante enlace covalente a dos átomos de hidrógeno. Al presentar la molécula geometría triangular y ser el átomo de oxígeno más electronegativo que el átomo de hidrógeno, el par de electrones compartidos del enlace está más atraído hacia el núcleo de oxígeno. Estos dos hechos tienen como consecuencia que sobre el oxígeno haya carga parcial negativa y sobre los hidrógenos carga parcial positiva y, por tanto, la molécula de agua presente carácter dipolar. Las interacciones formadas reciben el nombre de enlaces de hidrógeno (o puentes de hidrógeno).

Razona si las siguientes afirmaciones son ciertas o no: (3 puntos)a) Las células de los organismos quimioheterótrofos son siempre aerobias.b) La fotosíntesis y la respiración celular son mutuamente excluyentes: una célula que hace la fotosíntesis no respira.c) La fuerza protón motriz impulsa la síntesis de ATP.

a) Falso: también pueden ser anaerobias y realizar la fermentación para la obtención de energía.

b) Falso: Las células vegetales realizan la fotosíntesis como proceso anabólico y la respiración como catabólico, presentan mitocondrias y cloroplastos para realizar dichos procesos.

c) Verdadero: porque la ATPsintasa necesita para su actividad que se produzca el flujo de protones a favor de gradiente

Explica la función de los centriolos en la mitosis (2 puntos).

Los centriolos organizan los microtúbulos para la formación del huso acromático en células animales, lo que permitirá la separación correcta de las cromátidas hermanas (cada cromátida del mismo cromosoma se dirigirá a uno de los polos de la célula).

a) Indica el nombre y una de las funciones de las estructuras del esquema señaladas con números (3 puntos).b) Cita las diferencias estructurales entre la célula vegetal y la célula animal (1punto).c) Explica el origen evolutivo de mitocondrias y cloroplastos (1 punto).

a) 1. Aparato de Golgi, Glucosilación de proteínas, distribución y exportación de proteínas, síntesis de componentes de la pared celular, síntesis de glucolípidos y de esfingomielina. 2. Retículo endoplasmático, síntesis de proteínas, síntesis de lípidos, detoxificación, regulación de los niveles de ion Ca2+. 3. Cloroplasto, fotosíntesis. 4. Vacuola, almacenamiento de agua, de sustancias, digestión intracelular. 5.Mitocondria, respiración celular. 6. Pared celular, protección y soporte mecánico.

b) La célula vegetal presenta pared celular, conexiones intercelulares mediante plasmodesmos, cloroplastos y una gran vacuola central y no posee centriolos, mientras que la célula animal no presenta estas estructuras y sí posee centriolos en el centrosoma.

c) El origen evolutivo de las mitocondrias y los cloroplastos se explica mediante la teoría endosimbiótica que postula que ambos proceden de células procariotas (bacterias aerobias y bacterias fotosintéticas) que fueron introducidas por endocitosis dentro de otra célula mayor, estableciendo una relación simbiótica. Ello explicaría que ambos orgánulos tengan doble membrana, una molécula de DNA circular propia y ribosomas 70S, presentes en las bacteria

Relaciona las siguientes partes de la célula con sus funciones (3 puntos): 1b; 2f; 3a; 4e; 5c; 6d

Observa la figura e indica el nombre de las estructuras marcadas con números. Señala un proceso que tenga lugar en cada una de ellas (3 puntos).

1-Estroma: Reacciones que fijan el carbono (no dependientes de la luz). Ciclo de Calvin.

2-Espacio intratilacoidal: Fotólisis del agua, generación gradiente de H+fotofosforilació

3-Membrana tilacoidal: flujo cíclico y no cíclico de electrones, fotofosforilación.

a) Observa las siguientes reacciones e indica de qué proceso metabólico se trata y de dónde proviene el ácido pirúvico (2 puntos).b) ¿En presencia de oxígeno qué ocurriría con el ácido pirúvico? (2puntos)

a) Se trata de la fermentación alcohólica. El ácido pirúvico proviene de la glicolisis.

b) En presencia de oxígeno, el ácido pirúvico pasaría a la matriz mitocondrial para ser oxidado en el ciclo de Krebs hasta CO2 y así obtener coenzimas reducidos (NADH y FADH2) que se utilizarán para obtener energía en forma de ATP en la cadena de transporte electrónico mitocondrial (fosforilación oxidativa).