La célula: ejercicios de la PAU de Biología de Andalucía resueltos

Planteamiento El núcleo delimitado por membrana y los orgánulos membranosos separan a los eucariotas de los procariotas; la pared celular y los cloroplastos separan la célula vegetal de la animal.

1. Célula A: núcleo, mitocondrias, cloroplastos y pared celular: eucariota vegetal.

2. Célula B: sin núcleo ni orgánulos membranosos, pero con ribosomas y pared: procariota.

3. Célula C: núcleo y mitocondrias, sin pared ni cloroplastos: eucariota animal.

Planteamiento Una célula es autótrofa si puede fabricar su materia orgánica a partir de materia inorgánica; con luz lo hace en los cloroplastos (fotosíntesis).

1. Célula A: tiene cloroplastos, así que puede hacer la fotosíntesis y fabricar su propia materia orgánica: nutrición autótrofa (fotoautótrofa).

2. Célula B: es procariota y los procariotas nunca tienen cloroplastos, pero entre ellos los hay autótrofos (por ejemplo, las cianobacterias, que hacen la fotosíntesis en sus membranas) y heterótrofos. Con lo que se describe no se puede saber cuál es su nutrición.

3. Célula C: no tiene cloroplastos, así que no puede fabricar materia orgánica a partir de inorgánica con la energía de la luz: debe tomarla ya hecha, nutrición heterótrofa.

Planteamiento La teoría celular dice que la célula es la unidad estructural, la unidad funcional y la unidad de origen (reproductora) de los seres vivos.

1. Observación 1: el tejido está formado por células. Todos los seres vivos están formados por células: la célula es la unidad estructural (morfológica o anatómica).

2. Observación 2: la actividad del organismo (consumo de oxígeno, obtención de energía) depende del metabolismo de sus células: la célula es la unidad funcional (fisiológica).

3. Observación 3: las células nuevas del tejido salen de la división de otras células: toda célula procede de otra célula, la célula es la unidad reproductora (de origen).

Planteamiento Los cloroplastos y las mitocondrias hacen trabajos distintos: unos fabrican materia orgánica y las otras obtienen de ella la energía que la célula usa.

1. En la fotosíntesis, la energía de la luz se usa en el cloroplasto para fabricar materia orgánica (glucosa) a partir de $\mathrm{CO_2}$ y agua. El ATP que se forma en la fase luminosa se gasta dentro del propio cloroplasto, en el ciclo de Calvin.

2. Para todas sus demás funciones (síntesis de moléculas, transporte activo, división…) la célula necesita ATP. Lo obtiene oxidando esa materia orgánica en la respiración celular, cuya mayor parte ocurre en las mitocondrias (ciclo de Krebs, cadena respiratoria y fosforilación oxidativa).

3. Además, de noche o en las partes sin cloroplastos de la planta (la raíz, por ejemplo) no hay fotosíntesis, y la energía solo puede salir de la respiración.

Planteamiento La figura muestra los complejos I, II, III y IV, la coenzima Q y el citocromo c bombeando protones, y una proteína por la que vuelven los protones: es la cadena respiratoria con la ATP sintasa.

1. Estos complejos están en una membrana de un orgánulo con doble membrana: la mitocondria.

2. Los complejos están insertados en la membrana interna, plegada en crestas.

Planteamiento De fuera hacia dentro, una mitocondria tiene: membrana externa, espacio intermembrana, membrana interna y matriz. Los protones se bombean hacia el espacio intermembrana (zona 3).

1. 1, por encima de la membrana externa: el citosol.

2. 2: la membrana mitocondrial externa. 3: el espacio intermembrana, al que se bombean los $\mathrm{H^+}$.

3. 4: la membrana mitocondrial interna, con los complejos. 5: la matriz mitocondrial, donde se oxidan $\mathrm{NADH}$ y $\mathrm{FADH_2}$.

Planteamiento Los electrones entran en la cadena desde coenzimas reducidas: el $\mathrm{NADH}$ los cede al complejo I y el $\mathrm{FADH_2}$ al complejo II. El último aceptor es el oxígeno, en el complejo IV.

1. A, que entra por el complejo I, es el $\mathrm{NADH}$, que se oxida a $\mathrm{NAD^+}$:

   $\mathrm{NADH}\rightarrow\mathrm{NAD^+}+\mathrm{H^+}+2\,e^-$

2. B, que entra por el complejo II, es el $\mathrm{FADH_2}$, que se oxida a $\mathrm{FAD}$.

3. C, que sale del complejo IV, es el agua: el oxígeno recoge los electrones y protones de la matriz.

   $\tfrac{1}{2}\,\mathrm{O_2}+2\,e^-+2\,\mathrm{H^+}\rightarrow\mathrm{H_2O}$

4. D: en los cuatro complejos ocurre el transporte de electrones (cadena respiratoria), que bombea protones al espacio intermembrana.

5. E: los protones vuelven a la matriz a través de la ATP sintasa, y su energía sirve para unir ADP y fosfato: es la fosforilación oxidativa.

Planteamiento El $\mathrm{NADH}$ y el $\mathrm{FADH_2}$ se forman sobre todo en la matriz mitocondrial (zona 5).

1. En la matriz ocurren el ciclo de Krebs, la β-oxidación de los ácidos grasos y la descarboxilación oxidativa del piruvato, que producen $\mathrm{NADH}$ y $\mathrm{FADH_2}$.

Planteamiento La ATP sintasa forma ATP a partir de ADP y fosfato.

1. La molécula es el ATP (adenosín trifosfato), un nucleótido.

   $\mathrm{ADP}+\mathrm{P_i}\rightarrow\mathrm{ATP}+\mathrm{H_2O}$

2. Sus componentes: la base nitrogenada adenina, la pentosa ribosa y tres grupos fosfato.

Planteamiento Comparamos cada valor del paciente con su rango normal. Están alterados el flujo sanguíneo local ($160\ \%$ frente a $100\ \%$), las proteínas plasmáticas en el tejido ($3{,}2$ g/dL frente a menos de $0{,}5$) y los leucocitos en el tejido ($1\,700$ células/mm³ frente a $0$-$10$). Los demás (temperatura, leucocitos en sangre, IgG e IgM) están dentro de lo normal.

1. Flujo sanguíneo local: sube un $60\ \%$ ($\frac{160}{100}=1{,}6$ veces). Se debe a la vasodilatación de los vasos de la zona, provocada por mediadores como la histamina; da calor y enrojecimiento.

2. Proteínas plasmáticas en el tejido: pasan de menos de $0{,}5$ a $3{,}2$ g/dL, más de $6$ veces el límite normal ($\frac{3{,}2}{0{,}5}=6{,}4$). Se debe al aumento de la permeabilidad de los capilares: sale plasma con sus proteínas al tejido y se forma el edema (hinchazón).

3. Leucocitos en el tejido: $1\,700$ células/mm³, $170$ veces el máximo normal ($\frac{1\,700}{10}=170$), mientras que en la sangre siguen siendo normales ($8\,000$ células/µL). Se debe a la diapédesis: los leucocitos (neutrófilos, monocitos) atraviesan la pared de los capilares y migran al tejido atraídos por sustancias quimiotácticas.

4. Vasodilatación, aumento de la permeabilidad y salida de leucocitos al tejido son los tres mecanismos de una inflamación local.

Planteamiento La inflamación actúa igual ante cualquier agente que dañe el tejido, sin reconocer un antígeno concreto.

1. No necesita contacto previo con el agente ni produce memoria: es un mecanismo de defensa inespecífico, de la inmunidad innata (segunda barrera defensiva).

Planteamiento Una infección vírica pondría en marcha la respuesta específica, con producción de anticuerpos: primero IgM y después IgG.

1. Las inmunoglobulinas del paciente están en valores normales: IgG $1\,250$ mg/dL (normal, $800$-$1\,600$) e IgM $105$ mg/dL (normal, $40$-$250$). No hay aumento de IgM que indique una infección reciente.

2. La inflamación es inespecífica: la puede provocar una herida, una quemadura o una bacteria, no solo un virus. Además, la temperatura y los leucocitos en sangre son normales.

3. Por tanto, con estos datos no se puede afirmar que haya un proceso vírico: nada en la tabla lo indica.

Planteamiento La fagocitosis es una endocitosis de partículas grandes, que depende de que la membrana sea fluida y pueda deformarse y fusionarse.

1. El fagocito (un neutrófilo o un macrófago) reconoce al patógeno o la partícula extraña por receptores de su membrana.

2. Emite pseudópodos, prolongaciones de la membrana y del citoplasma (movidas por el citoesqueleto de actina), que rodean la partícula.

3. Los extremos de los pseudópodos se fusionan y la partícula queda dentro de una vesícula rodeada de membrana: el fagosoma, que después se une a los lisosomas para digerirla.

4. Esto es posible porque la membrana plasmática es un mosaico fluido: una bicapa de fosfolípidos que se mueven lateralmente. Los fosfolípidos son anfipáticos (cabeza polar hidrófila y colas hidrófobas), y por eso la bicapa se curva, se vuelve a cerrar sola y se fusiona con otras membranas sin dejar expuestas las colas al agua.

Planteamiento La figura tiene una base de dos anillos con un grupo $\mathrm{NH_2}$ (adenina), una pentosa con dos grupos OH (ribosa) y tres fosfatos en cadena.

1. Es el ATP (adenosín trifosfato), del grupo de los nucleótidos.

2. El enlace 1 une el nitrógeno de la adenina con el carbono $1^\prime$ de la ribosa: es un enlace N-glucosídico.

3. El enlace 2 une el carbono $5^\prime$ de la ribosa con el primer fosfato a través de un oxígeno: es un enlace fosfoéster (éster fosfórico).

4. Componentes: una base nitrogenada (adenina), una pentosa (ribosa) y tres grupos fosfato.

Planteamiento Los nucleótidos hacen muchas cosas además de formar los ácidos nucleicos.

1. Estructural: son los monómeros de los ácidos nucleicos (ADN y ARN).

2. Energética: el ATP y el GTP almacenan y transportan energía en los enlaces entre sus fosfatos.

3. Coenzimática: forman parte de coenzimas como el $\mathrm{NAD^+}$, el $\mathrm{FAD}$, el $\mathrm{NADP^+}$ o la coenzima A. Otras: mensajero intracelular (el AMP cíclico, segundo mensajero de algunas hormonas).

Planteamiento En las células eucariotas, la ATP sintasa está en la membrana interna de la mitocondria y, en las vegetales, también en la de los tilacoides del cloroplasto.

1. En la mitocondria, en la membrana mitocondrial interna (crestas), durante la fosforilación oxidativa.

2. En el cloroplasto, en la membrana de los tilacoides, durante la fase luminosa de la fotosíntesis.

Planteamiento Hay tres formas de unir un fosfato al ADP.

1. Fosforilación a nivel de sustrato: una enzima pasa directamente un fosfato de un compuesto rico en energía al ADP (por ejemplo, en la glucólisis y en el ciclo de Krebs).

2. Fosforilación oxidativa: la ATP sintasa de la mitocondria aprovecha el gradiente de protones que crea la cadena respiratoria.

3. Fotofosforilación: la ATP sintasa del cloroplasto aprovecha el gradiente de protones que crea la luz en la fase luminosa.

Planteamiento Las imágenes son micrografías en blanco y negro de una célula y de cinco detalles. Identificamos cada orgánulo por su forma.

1. 1: estructura grande y redondeada, con manchas oscuras y claras y rodeada por una envoltura: el núcleo.

2. 2: pila de sacos aplanados y curvados: el aparato de Golgi.

3. 3: orgánulo alargado con una membrana externa lisa y crestas por dentro: la mitocondria.

4. 4: dos cilindros cortos, uno cortado a lo largo y otro de través, perpendiculares entre sí: los centriolos.

5. 5: cisternas paralelas cubiertas de puntos oscuros (ribosomas): el retículo endoplasmático rugoso.

Planteamiento Una función de cada orgánulo.

1. Núcleo: contiene y protege la información genética (el ADN) y en él se replica y se transcribe.

2. Aparato de Golgi: modifica, empaqueta y distribuye proteínas y lípidos (secreción, formación de lisosomas).

3. Mitocondria: produce ATP mediante la respiración celular.

4. Centriolos: organizan los microtúbulos del huso mitótico (y forman los corpúsculos basales de cilios y flagelos).

5. Retículo endoplasmático rugoso: síntesis y modificación de proteínas, en sus ribosomas.

Planteamiento Para ver las membranas, las crestas y los ribosomas hace falta mucha más resolución que la del microscopio óptico.

1. Las imágenes se obtuvieron con un microscopio electrónico (de transmisión).

2. En el núcleo, las zonas claras son la eucromatina, cromatina poco condensada y activa; las zonas oscuras, más densas a los electrones, son la heterocromatina, cromatina muy condensada.

Planteamiento Núcleo con envoltura y orgánulos membranosos: célula eucariota; y el núcleo no se ha dividido.

1. Tiene núcleo, mitocondrias, Golgi y retículo: es una célula eucariota (probablemente animal, por los centriolos).

2. El núcleo tiene su envoltura entera y la cromatina no forma cromosomas: la célula está en interfase.

Planteamiento Hay que definir el ciclo y nombrar sus dos grandes etapas.

1. El ciclo celular es el conjunto ordenado de procesos por los que pasa una célula desde que se forma, por división de otra, hasta que ella misma se divide en dos células hijas.

2. Sus dos etapas fundamentales son la interfase (crecimiento y duplicación del ADN) y la división celular o fase M (mitosis y citocinesis).

Planteamiento La primera etapa es la interfase, con tres fases.

1. $G_1$: la célula crece, sintetiza proteínas y ARN y aumenta el número de orgánulos.

2. $S$: se replica (duplica) el ADN; cada cromosoma pasa a tener dos cromátidas.

3. $G_2$: la célula se prepara para la división (sigue creciendo y sintetiza las proteínas que necesitará, como las del huso).

Planteamiento En la imagen, las cromátidas se separan y van hacia los dos polos de la célula, arrastradas por las fibras del huso, cada una con su centrómero por delante.

1. Es la etapa de división celular (mitosis), y la fase es la anafase.

2. Proceso: se separan las cromátidas hermanas de cada cromosoma; los microtúbulos del huso unidos a los cinetocoros se acortan y arrastran cada cromátida hacia un polo opuesto de la célula, de modo que cada polo recibe una copia de cada cromosoma.

Planteamiento Contamos lo que va a cada polo. La célula tiene cuatro cromosomas (dos parejas: dos claros y dos oscuros).

1. Hacia el polo de abajo van tres cromátidas sueltas (dos claras y una oscura) y, además, un cromosoma oscuro entero, con sus dos cromátidas todavía unidas: no se ha separado (no disyunción).

2. Hacia el polo de arriba solo llegan tres cromátidas (dos claras y una oscura): le falta la cromátida del cromosoma oscuro que no se separó.

3. La célula hija de arriba tendrá $3$ cromosomas en lugar de $4$ ($2n-1$), y la de abajo, $5$ ($2n+1$).

   $2n=4\ \Rightarrow\ \text{arriba: }2n-1=3$$\text{abajo: }2n+1=5$

4. Es una mutación genómica (cambia el número de cromosomas): una aneuploidía, en concreto una monosomía.

Planteamiento La imagen muestra una cadena de unidades unidas por enlaces (1), que se pliega en láminas (2) y en hélices (3), forma un ovillo compacto (4) y se asocia con otras iguales (5): son los niveles de organización de una proteína.

1. La cadena 1 alterna un carbono con un grupo lateral (los rótulos R) y enlaces entre un carbono y un nitrógeno: es una cadena de aminoácidos.

Planteamiento Cada número corresponde a un nivel de organización de la proteína, del más sencillo al más complejo.

1. 1: la secuencia lineal de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos es la estructura primaria.

2. 2: el plegamiento en zigzag de tramos de cadena colocados uno junto a otro es la estructura secundaria en lámina plegada (lámina β).

3. 3: el enrollamiento helicoidal de la cadena es la estructura secundaria en hélice α.

4. 4: el plegamiento tridimensional de una cadena completa, con láminas y hélices, es la estructura terciaria.

5. 5: la asociación de varias cadenas (cuatro, en el dibujo) es la estructura cuaternaria.

Planteamiento El número 6 señala la unión entre dos aminoácidos consecutivos de la cadena.

1. Es el enlace peptídico, un enlace covalente de tipo amida que une el carbono del grupo carboxilo de un aminoácido con el nitrógeno del grupo amino del siguiente.

2. Al formarse se libera una molécula de agua (es una reacción de condensación):

   $R_1\text{–}\mathrm{COOH}$${}+\mathrm{H_2N}\text{–}R_2$${}\rightarrow R_1\text{–}\mathrm{CO}\text{–}\mathrm{NH}\text{–}R_2$${}+\mathrm{H_2O}$

Planteamiento La estructura terciaria se mantiene por uniones entre los radicales (cadenas laterales) de aminoácidos que quedan próximos al plegarse la cadena.

1. Puentes de hidrógeno entre radicales polares.

2. Puentes disulfuro: enlaces covalentes entre los grupos $-\mathrm{SH}$ de dos cisteínas.

3. Interacciones iónicas entre radicales con carga opuesta (por ejemplo, $-\mathrm{COO^-}$ y $-\mathrm{NH_3^+}$).

4. También intervienen las interacciones hidrofóbicas y las fuerzas de Van der Waals entre radicales apolares.

Planteamiento Por encima de su temperatura de estabilidad, una proteína pierde las uniones débiles que mantienen su forma.

1. El calor rompe los puentes de hidrógeno y las demás interacciones débiles: la proteína pierde sus estructuras secundaria, terciaria y cuaternaria. Es la desnaturalización. Los enlaces peptídicos no se rompen: la estructura primaria se conserva.

2. La función de una proteína depende de su forma tridimensional (por ejemplo, del centro activo de una enzima). Al perder la forma, pierde la función.

Planteamiento Las estructuras que sintetizan las proteínas son los ribosomas. Hay que decir dónde hay ribosomas en una célula eucariota.

1. Libres en el citoplasma (citosol), solos o formando polirribosomas.

2. Adheridos a la cara externa del retículo endoplasmático rugoso.

3. Adheridos a la membrana externa de la envoltura nuclear, que se continúa con el retículo.

4. En la matriz de las mitocondrias (ribosomas propios, parecidos a los de las bacterias).

5. En el estroma de los cloroplastos, también con ribosomas propios $70\,\mathrm{S}$; esta localización solo existe en las células vegetales y de algas.

Planteamiento La membrana plasmática es semipermeable: deja pasar el agua, pero no libremente las sales. El agua pasa por ósmosis desde el medio con menos solutos (hipotónico) hacia el medio con más solutos (hipertónico).

1. El interior del glóbulo rojo tiene un $0{,}9\ \%$ de sales y el plasma pasaría a tener un $2{,}2\ \%$: el medio externo es hipertónico respecto a la célula.

   $2{,}2\ \%>0{,}9\ \%$

2. Sale agua del glóbulo rojo hacia el plasma: la célula pierde volumen y se arruga. En una célula animal este fenómeno se llama crenación (en las células vegetales, que tienen pared, se habla de plasmólisis).

3. Si la pérdida de agua es grande, el glóbulo rojo deja de funcionar y puede morir.

Planteamiento Ahora el medio externo tiene muchas menos sales que el interior de la célula.

1. Con un $0{,}01\ \%$ en el plasma frente al $0{,}9\ \%$ interno, el medio externo es hipotónico.

   $0{,}01\ \%<0{,}9\ \%$

2. Entra agua en el glóbulo rojo por ósmosis: la célula se hincha (aumenta su volumen). La «turgencia» es, en rigor, el estado de una célula vegetal llena de agua.

3. Como la célula animal no tiene pared celular que la sujete, la membrana acaba rompiéndose: el glóbulo rojo estalla (citólisis; en los glóbulos rojos se llama hemólisis).

Planteamiento Hay que dar los componentes de un fosfolípido (fosfoglicérido) y relacionar su forma con la bicapa.

1. Composición: una molécula de glicerina (glicerol) unida mediante enlaces éster a dos ácidos grasos y a un ácido fosfórico; al fosfato se une a su vez un aminoalcohol u otro alcohol (por ejemplo, la colina o la etanolamina).

2. Los dos ácidos grasos forman dos colas apolares (hidrófobas); el fosfato con el aminoalcohol forma una cabeza polar (hidrófila). La molécula es anfipática.

3. En agua, los fosfolípidos se colocan espontáneamente con las cabezas polares hacia el agua y las colas apolares hacia dentro, alejadas del agua: forman una bicapa lipídica.

4. Esa bicapa es una barrera que separa dos medios acuosos (el interior y el exterior de la célula) y no deja pasar libremente las sustancias polares ni los iones: por eso los fosfolípidos son idóneos para formar las membranas.

Planteamiento La mitosis tiene cuatro fases: profase, metafase, anafase y telofase. Se reconoce cada una por lo que hacen los cromosomas.

1. A: las cromátidas hermanas se separan y empiezan a ir hacia polos opuestos: es la anafase.

2. B: los cromosomas, muy condensados, se colocan en el plano ecuatorial (placa metafásica): es la metafase.

3. C: se forman las envolturas de dos núcleos nuevos en los polos: es la telofase.

Planteamiento De las cuatro fases solo falta la primera.

1. Falta la profase.

2. En la profase la cromatina empieza a condensarse y los cromosomas se hacen visibles, cada uno con sus dos cromátidas unidas por el centrómero.

3. Desaparecen el nucléolo y la envoltura nuclear (esto último, al final de la profase).

4. Los centrosomas (con sus centriolos), que se han duplicado, se desplazan hacia polos opuestos y entre ellos empieza a formarse el huso mitótico (acromático) de microtúbulos.

Planteamiento La mitosis produce dos células hijas con la misma información genética que la célula madre.

1. En un organismo pluricelular como este animal, la mitosis permite el crecimiento (aumenta el número de células) y el desarrollo a partir del cigoto.

2. También permite la renovación de las células que mueren (piel, sangre, mucosas) y la reparación de los tejidos dañados, por ejemplo al cicatrizar una herida.

3. Las células hijas son genéticamente idénticas a la madre, así que los tejidos mantienen la misma dotación de cromosomas.

Planteamiento La tubulina es la proteína que, al polimerizar, forma los microtúbulos, y el huso mitótico está hecho de microtúbulos.

1. Con colchicina no se forman microtúbulos y, por tanto, no se forma el huso mitótico.

2. Sin huso, los cromosomas no pueden unirse a él por sus cinetocoros ni ser arrastrados a los polos: la célula se detiene en la metafase (en realidad, en una metafase sin placa ordenada) y las cromátidas no se reparten.

3. La mitosis no se completa y la división celular queda bloqueada.

Planteamiento En la alergia, los anticuerpos que se fijan a la membrana de ciertas células y reconocen el alérgeno son de una clase concreta.

1. Tipo: las inmunoglobulinas E (IgE), propias de la respuesta alérgica (hipersensibilidad inmediata).

2. Naturaleza química: son glucoproteínas (proteínas con una pequeña parte de glúcidos).

3. Estructura: cuatro cadenas polipeptídicas, dos pesadas (H) iguales y dos ligeras (L) iguales, unidas por puentes disulfuro, que forman una molécula en forma de Y.

4. Cada brazo de la Y tiene en su extremo una región variable (de una cadena pesada y una ligera) que forma el sitio de unión al antígeno; el resto son regiones constantes.

Planteamiento Las sustancias del número 2 son las que llegan desde fuera (aquí, del veneno de la abeja) y se unen a las IgE.

1. Un antígeno que provoca una respuesta alérgica, normalmente inofensivo para la mayoría de las personas, se llama alérgeno.

Planteamiento La célula del dibujo tiene IgE unidas a su membrana y muchos gránulos que salen al exterior cuando el alérgeno se une a las IgE.

1. Es un mastocito (célula cebada); los basófilos de la sangre hacen lo mismo.

2. Al unirse el alérgeno a dos IgE vecinas, el mastocito se degranula y libera mediadores de la inflamación, sobre todo histamina (también heparina, entre otros).

3. La histamina dilata los vasos sanguíneos y aumenta su permeabilidad: produce la hinchazón, el enrojecimiento y el picor de la reacción local de Ulani.

Planteamiento Las inmunoglobulinas son proteínas de secreción: se sintetizan en el retículo, se maduran en el aparato de Golgi y salen de la célula en vesículas.

1. Las producen las células plasmáticas, que son linfocitos B activados y diferenciados.

2. Orgánulos implicados: los ribosomas del retículo endoplasmático rugoso sintetizan las cadenas, que entran en el retículo, donde se pliegan y empiezan a glucosilarse.

3. El aparato de Golgi completa la glucosilación y empaqueta los anticuerpos en vesículas de secreción.

4. Las vesículas se fusionan con la membrana plasmática y vierten su contenido al exterior: es la exocitosis (secreción).

Planteamiento La línea de tiempo separa lo que actúa en las primeras horas (A) de lo que tarda días (B).

1. A actúa en horas y con elementos que no reconocen un microorganismo concreto (barreras epiteliales, fagocitos, complemento, células NK): es la inmunidad innata (congénita o inespecífica).

2. B tarda días y emplea linfocitos que proliferan (expansión clonal) y reconocen un antígeno concreto: es la inmunidad adquirida (adaptativa o específica).

Planteamiento Dentro de la inmunidad adaptativa hay dos tipos de respuesta según quién elimine el antígeno.

1. C: los linfocitos B proliferan y liberan anticuerpos (3) que se unen al microorganismo: es la respuesta humoral.

2. D: los linfocitos T, activados por una célula que les presenta el antígeno, proliferan y actúan directamente sobre la célula infectada: es la respuesta celular.

Planteamiento Se identifica cada número por su forma y por la parte de la respuesta en que aparece.

1. 1: las células que engloban el microorganismo en la inmunidad innata son fagocitos: macrófagos (o neutrófilos).

2. 2: la célula con anticuerpos en su membrana que reconoce el microorganismo en la respuesta humoral es un linfocito B.

3. 3: las moléculas en forma de Y que se unen al microorganismo son inmunoglobulinas (anticuerpos).

4. 4: la célula que ha englobado el microorganismo y muestra sus fragmentos a otro linfocito es una célula presentadora de antígenos (un macrófago o una célula dendrítica).

5. 5: la célula que recibe el antígeno presentado es un linfocito T (colaborador).

Planteamiento El número 3 es un anticuerpo, una glucoproteína de secreción.

1. Ribosomas (del retículo endoplasmático rugoso): sintetizan las cadenas polipeptídicas del anticuerpo traduciendo su ARNm.

2. Retículo endoplasmático rugoso: recibe las cadenas recién sintetizadas, donde se pliegan, se unen por puentes disulfuro y empiezan a glucosilarse.

3. Aparato de Golgi: termina de modificar los anticuerpos (maduración, glucosilación) y los empaqueta en vesículas de secreción para expulsarlos.

Planteamiento Toda la respuesta inmunitaria depende de proteínas que fabrican las células cuando se activan.

1. Cuando un linfocito reconoce el antígeno se activan genes que estaban sin expresar: se transcriben a ARNm.

2. Ese ARNm se traduce en los ribosomas y produce proteínas específicas: anticuerpos en las células plasmáticas, citocinas que comunican unas células con otras, receptores de membrana o las perforinas de los linfocitos T citotóxicos.

3. Sin transcripción y traducción no habría ni anticuerpos ni citocinas ni las proteínas necesarias para que los linfocitos proliferen: la respuesta frente a los patógenos no podría producirse.

Planteamiento La β-oxidación es la ruta que degrada los ácidos grasos de dos en dos carbonos.

1. Ocurre en la matriz mitocondrial; también se da una β-oxidación en los peroxisomas (sobre todo de ácidos grasos de cadena muy larga).

Planteamiento El ácido graso se activa en el citosol uniéndose a la coenzima A; ya como acil-CoA entra en la mitocondria y en cada vuelta pierde dos carbonos.

1. Molécula de partida: un ácido graso, activado como acil-CoA.

2. En cada vuelta se produce una acetil-CoA, un $\mathrm{NADH}$ y un $\mathrm{FADH_2}$, y la cadena queda dos carbonos más corta.

3. Por ejemplo, el ácido palmítico (16 carbonos) necesita 7 vueltas y da 8 acetil-CoA, 7 $\mathrm{NADH}$ y 7 $\mathrm{FADH_2}$ (la última vuelta deja dos acetil-CoA):

   $\frac{16}{2}-1=7\ \text{vueltas}$$\frac{16}{2}=8\ \text{acetil-CoA}$

Planteamiento Cada producto se aprovecha en una etapa de la respiración celular, dentro de la misma mitocondria.

1. La acetil-CoA entra en el ciclo de Krebs, donde se oxida a $\mathrm{CO_2}$ y se obtienen más coenzimas reducidas y GTP (o ATP).

2. El $\mathrm{NADH}$ y el $\mathrm{FADH_2}$ ceden sus electrones a la cadena transportadora de electrones de la membrana mitocondrial interna, que impulsa la síntesis de ATP (fosforilación oxidativa).

Planteamiento La matriz mitocondrial tiene muchos más componentes que las enzimas de la β-oxidación.

1. ADN mitocondrial, circular y de doble cadena.

2. Ribosomas mitocondriales (propios, parecidos a los de las bacterias) y distintos ARN (ARNm, ARNt).

3. Enzimas del ciclo de Krebs y sus sustratos (oxalacetato, citrato…).

4. Agua, iones y otras enzimas (por ejemplo, la piruvato deshidrogenasa).

Planteamiento En el esquema, la glucosa da ácido pirúvico, este da acetil-CoA y la acetil-CoA entra en la ruta cíclica 1, de la que salen $\mathrm{FADH_2}$, $\mathrm{NADH}$ y GTP.

1. La ruta cíclica que oxida la acetil-CoA y produce $\mathrm{NADH}$, $\mathrm{FADH_2}$ y GTP es el ciclo de Krebs (ciclo de los ácidos tricarboxílicos o del ácido cítrico).

2. Por cada acetil-CoA, una vuelta del ciclo da 3 $\mathrm{NADH}$, 1 $\mathrm{FADH_2}$, 1 GTP y 2 $\mathrm{CO_2}$.

Planteamiento El ciclo de Krebs ocurre dentro de un orgánulo, la mitocondria, y las mitocondrias solo existen en células eucariotas.

1. Organización: las células del cultivo son eucariotas.

2. Orgánulo: la mitocondria.

3. Compartimento: la matriz mitocondrial, el espacio limitado por la membrana interna, donde están las enzimas del ciclo.

Planteamiento El GTP (guanosín trifosfato) es la molécula equivalente al ATP pero con guanina.

1. Naturaleza química: es un nucleótido (un ribonucleótido).

2. Composición: una base nitrogenada, la guanina; una pentosa, la ribosa; y tres grupos fosfato (trifosfato) unidos en cadena al carbono $5'$ de la ribosa.

Planteamiento Las células 2 son levaduras (hongos unicelulares, como Saccharomyces cerevisiae). Sin oxígeno, el piruvato no entra en el ciclo de Krebs: se fermenta.

1. La ruta es la fermentación alcohólica, la que se usa desde antiguo para hacer pan, vino o cerveza.

2. El piruvato se descarboxila a acetaldehído y este se reduce a etanol, regenerando el $\mathrm{NAD^+}$. Ecuación global desde la glucosa:

   $\mathrm{C_6H_{12}O_6}$${}\rightarrow 2\,\mathrm{C_2H_5OH}+2\,\mathrm{CO_2}$

Planteamiento El número 3 es el músculo del brazo. Las células musculares también fermentan cuando les falta oxígeno, pero de otra manera.

1. La ruta es la fermentación láctica: el piruvato se reduce a lactato (ácido láctico), regenerando el $\mathrm{NAD^+}$ para que la glucólisis siga dando ATP.

   $\mathrm{C_6H_{12}O_6}\rightarrow 2\,\mathrm{C_3H_6O_3}$

2. Condiciones: ocurre cuando el músculo hace un ejercicio intenso y el oxígeno que llega no basta para la respiración aerobia (condiciones anaerobias o de falta de oxígeno).

Planteamiento Solo pasa a la sangre la glucosa libre (un monosacárido). Un polisacárido tiene que digerirse antes (hidrolizarse hasta glucosa), y eso solo es posible si tenemos la enzima que rompe sus enlaces.

1. B (glucosa): es un monosacárido; se absorbe directamente en el intestino y la glucemia sube enseguida.

2. C (almidón): es un polímero de glucosa con enlaces $\alpha(1\rightarrow 4)$ y $\alpha(1\rightarrow 6)$. Las amilasas de la saliva y del páncreas y las enzimas del intestino lo hidrolizan hasta glucosa, que luego se absorbe: la glucemia sube, pero más tarde que en B.

3. A (celulosa): es un polímero de glucosa con enlaces $\beta(1\rightarrow 4)$. Los seres humanos no tenemos celulasas, así que no la podemos hidrolizar: pasa sin digerir (es fibra) y la glucemia no aumenta.

Planteamiento Los polisacáridos son polímeros de muchos monosacáridos unidos por enlaces O-glucosídicos.

1. Son macromoléculas de masa molecular muy elevada.

2. No tienen sabor dulce y no cristalizan.

3. Son insolubles en agua o, como el almidón o el glucógeno, forman dispersiones coloidales.

4. No tienen poder reductor apreciable: casi todos los carbonos anoméricos están ocupados en los enlaces.

Planteamiento Se puede elegir el almidón o la celulosa; aquí, la celulosa (después, el almidón, de forma breve).

1. Composición de la celulosa: un polímero lineal de moléculas de β-glucosa unidas por enlaces $\beta(1\rightarrow 4)$; las cadenas se unen entre sí por puentes de hidrógeno y forman microfibrillas muy resistentes.

2. Importancia biológica: es el componente principal de la pared celular de las células vegetales, a la que da rigidez y resistencia.

3. Otra opción: el almidón, formado por amilosa (cadenas sin ramificar de α-glucosa) y amilopectina (ramificada), es el polisacárido de reserva energética de las plantas.

Planteamiento Se piden dos rasgos que tienen las células vegetales y no las animales, cada uno con su función.

1. Pared celular (de celulosa): da rigidez y forma a la célula y la protege; impide que estalle en un medio hipotónico.

2. Cloroplastos: realizan la fotosíntesis.

3. Otras características: una vacuola grande (almacena sustancias y mantiene la turgencia) o los plasmodesmos (comunican células vecinas a través de la pared).

Planteamiento La hidrólisis total rompe todos los enlaces peptídicos y solo dice qué aminoácidos hay y cuántos de cada uno, no en qué orden estaban.

1. Con los mismos aminoácidos se pueden formar muchísimas secuencias distintas. Por ejemplo, con solo tres aminoácidos distintos (uno de cada) hay $3!=6$ órdenes posibles; con dos de un tipo y uno de otro, 3:

   $\frac{3!}{2!\cdot 1!}=3$

2. La secuencia de aminoácidos (estructura primaria) determina cómo se pliega la cadena: sus estructuras secundaria, terciaria y, si la tiene, cuaternaria.

3. La función de una proteína depende de su forma tridimensional (por ejemplo, de la forma de su centro activo o de los sitios con que se une a otras moléculas). Si el orden de los aminoácidos es distinto, la forma y la función son distintas.

Planteamiento Todos los aminoácidos de las proteínas son α-aminoácidos: comparten un esqueleto y se diferencian en la cadena lateral.

1. Elementos comunes: carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno (C, H, O, N); algunos tienen además azufre (cisteína, metionina).

2. Grupos comunes: un carbono α al que se unen un grupo amino ($-\mathrm{NH_2}$), un grupo carboxilo ($-\mathrm{COOH}$) y un átomo de hidrógeno.

3. Parte diferente: el cuarto sustituyente del carbono α, el radical o cadena lateral (R), distinto en cada aminoácido (polar, apolar, ácido, básico…).

Planteamiento La velocidad de una reacción catalizada por una enzima depende de la temperatura de una forma característica.

1. Cada enzima tiene una temperatura óptima, en la que su actividad (la velocidad de la reacción) es máxima.

2. Por debajo de ella, las moléculas se mueven más despacio, los choques entre enzima y sustrato son menos frecuentes y la actividad disminuye.

3. Por encima, la actividad también disminuye y, si la temperatura sube mucho, la enzima se desnaturaliza (pierde su forma y su centro activo) y deja de funcionar por completo.

Planteamiento Los ribosomas son los orgánulos sin membrana que sintetizan las proteínas.

1. Composición: ARN ribosómico (ARNr) y proteínas, organizados en dos subunidades.

2. Libres en el citoplasma (citosol).

3. Adheridos al retículo endoplasmático rugoso.

4. Adheridos a la membrana externa de la envoltura nuclear.

5. En las mitocondrias y, en las células vegetales, en los cloroplastos.

Planteamiento El dibujo muestra dos capas de moléculas con cabeza redonda y dos colas, con proteínas incrustadas y cadenas de glúcidos hacia un lado.

1. Es el modelo de mosaico fluido de una membrana biológica.

Planteamiento Se identifica cada letra por su forma y su posición en la membrana.

1. A: la doble capa de fosfolípidos, la bicapa lipídica.

2. B: la cadena ramificada de bolitas que sale hacia fuera es un oligosacárido (unido a un lípido).

3. C: la proteína grande que atraviesa toda la bicapa es una proteína transmembrana (integral o intrínseca).

4. D: la molécula del recuadro, con una cabeza y dos colas, es un fosfolípido.

5. E: el recuadro grande muestra la fórmula de un esteroide con un grupo $-\mathrm{OH}$, cuatro anillos y una cadena lateral: es el colesterol, que se intercala entre los fosfolípidos.

6. F: la proteína pegada a la cara interna sin atravesar la bicapa es una proteína periférica (extrínseca).

7. G: la proteína de la cara externa con una cadena de glúcidos unida es una glucoproteína.

Planteamiento Cada función depende de un tipo de componente de la membrana.

1. Fluidez: la dan los fosfolípidos (D), que se desplazan dentro de su capa, y la regula el colesterol (E), que la reduce cuando hace calor y evita que la membrana se rigidice con el frío.

2. Reconocimiento celular: los oligosacáridos (B) de los glucolípidos y de las glucoproteínas (G), que forman el glucocáliz en la cara externa; también algunas proteínas de membrana (C) que actúan como receptores.

3. Transporte de sustancias: las proteínas transmembrana (C), que forman canales o actúan como transportadores (permeasas).

Planteamiento D es un fosfolípido (un fosfoglicérido), el componente principal de la bicapa.

1. Composición: una glicerina (glicerol) unida a dos ácidos grasos y a un grupo fosfato, que a su vez está unido a un aminoalcohol u otro alcohol.

2. Estructura: es una molécula anfipática. El fosfato con el alcohol forma una cabeza polar (hidrófila); los dos ácidos grasos, dos colas apolares (hidrófobas).

3. Relación con la función: en agua, las cabezas se orientan hacia el medio acuoso (fuera y dentro de la célula) y las colas, hacia el interior de la membrana, alejadas del agua. Así forman la bicapa, una barrera que separa la célula de su entorno y solo deja pasar con facilidad las moléculas pequeñas y apolares.

Planteamiento A tiene núcleo y muchos orgánulos con membrana; B es una célula alargada pequeña, sin núcleo, con el material genético libre y un flagelo.

1. A es una célula eucariota (animal: tiene centrosoma y no tiene pared ni cloroplastos).

2. B es una célula procariota (una bacteria).

Planteamiento Se identifica cada parte por su forma.

1. 1: el límite exterior de la célula A es la membrana plasmática.

2. 2: el orgánulo ovalado con crestas internas es una mitocondria.

3. 3: la estructura de la que salen radios (microtúbulos), junto al núcleo, es el centrosoma, con sus centriolos.

4. 4: la prolongación larga de la bacteria es un flagelo.

Planteamiento Basta una función de cada orgánulo.

1. Mitocondria (2): realiza la respiración celular aerobia (ciclo de Krebs, cadena respiratoria y fosforilación oxidativa) y obtiene la mayor parte del ATP de la célula.

2. Centrosoma (3): es el centro organizador de microtúbulos; en la división celular forma el huso mitótico (acromático) que reparte los cromosomas.

Planteamiento Una célula eucariota está dividida en compartimentos por membranas.

1. La célula A tiene orgánulos rodeados de membrana (lisosomas, retículo, aparato de Golgi, mitocondrias…), separados del citosol.

2. Las membranas tienen permeabilidad selectiva y bombas de protones: cada orgánulo puede mantener un medio interno con su propio pH y su composición (por ejemplo, el interior del lisosoma es ácido, con pH cercano a 5, y el citosol es casi neutro).

3. Así, en la misma célula pueden ocurrir a la vez procesos cuyas enzimas necesitan condiciones distintas de pH.

Planteamiento La transcripción es la síntesis de ARN a partir del ADN; se hace de forma distinta en eucariotas y en procariotas.

1. Lugar: en la célula eucariota (A), en el núcleo (y en las mitocondrias); en la procariota (B), en el citoplasma, donde la transcripción y la traducción pueden ocurrir a la vez.

2. Enzimas: los eucariotas tienen tres ARN polimerasas (I, II y III); los procariotas, una sola.

3. Maduración: en eucariotas el ARN transcrito (con intrones) tiene que madurar (corte y empalme, caperuza en el extremo $5'$ y cola de poli-A); en procariotas el ARNm no necesita maduración.

Planteamiento Los ribosomas son orgánulos sin membrana formados por dos subunidades de distinto tamaño. Se clasifican por su coeficiente de sedimentación, que se mide en unidades Svedberg ($\mathrm{S}$): cuanto mayor es la partícula, más deprisa sedimenta al centrifugarla.

1. Ribosomas del citoplasma (libres o unidos al retículo endoplasmático): son de $80\,\mathrm{S}$, con una subunidad grande de $60\,\mathrm{S}$ y una pequeña de $40\,\mathrm{S}$.

2. Ribosomas de las mitocondrias y de los cloroplastos: son de $70\,\mathrm{S}$, como los de las bacterias, con una subunidad grande de $50\,\mathrm{S}$ y una pequeña de $30\,\mathrm{S}$.

3. Las dos subunidades están separadas mientras el ribosoma no trabaja y se unen sobre el ARN mensajero al empezar la traducción.

4. Ojo: los coeficientes de sedimentación no se suman (una subunidad de $60\,\mathrm{S}$ y otra de $40\,\mathrm{S}$ forman un ribosoma de $80\,\mathrm{S}$), porque la velocidad de sedimentación depende de la masa y también de la forma de la partícula.

5. Ojo también: en los mamíferos, los ribosomas mitocondriales son algo más pequeños ($55\,\mathrm{S}$), pero en Bachillerato se estudian como ribosomas de tipo $70\,\mathrm{S}$, por su parecido con los bacterianos.

Planteamiento Cada subunidad es un complejo de ácido nucleico y proteínas (una ribonucleoproteína).

1. ARN ribosómico (ARNr): cada subunidad lleva una o varias moléculas de ARNr. El de los ribosomas del citoplasma se sintetiza en el nucléolo.

2. Proteínas ribosómicas, asociadas al ARNr.

Planteamiento En el ribosoma se lee el ARN mensajero y se unen los aminoácidos.

1. Los ribosomas leen el ARNm codón a codón, reciben los aminoácidos que traen los ARN de transferencia y los unen mediante enlaces peptídicos: realizan la traducción.

Planteamiento Se citan todos los lugares de la célula eucariota donde hay ribosomas.

1. Libres en el citosol, aislados o en grupos sobre un mismo ARNm (polirribosomas o polisomas).

2. Adheridos a la cara citosólica de la membrana del retículo endoplasmático rugoso.

3. Adheridos a la cara externa (citosólica) de la envoltura nuclear, que se continúa con el retículo.

4. Dentro de las mitocondrias, en la matriz mitocondrial.

5. Dentro de los cloroplastos, en el estroma (solo en las células vegetales y de algas).

Planteamiento Las células procariotas tienen un solo tipo de ribosoma, libre en el citoplasma.

1. Son ribosomas de $70\,\mathrm{S}$, con subunidades de $50\,\mathrm{S}$ y $30\,\mathrm{S}$, del mismo tipo que los de mitocondrias y cloroplastos; este parecido es una de las pruebas de la teoría endosimbiótica.

Planteamiento El nucléolo es la región del núcleo donde se fabrican los ribosomas.

1. En el nucléolo se transcriben los genes del ARN ribosómico, y ese ARNr se une a proteínas para formar las subunidades de los ribosomas, que salen después al citoplasma por los poros nucleares.

2. Si una toxina destruye los nucléolos, la célula deja de formar ribosomas nuevos y, a medida que pierde los que tenía, no puede sintetizar proteínas.

3. Sin proteínas nuevas (enzimas, proteínas estructurales, proteínas que controlan el ciclo celular) la célula no puede crecer ni completar el ciclo celular, y acaba muriendo.

4. Las células cancerosas crecen y se dividen sin parar, así que necesitan fabricar muchas proteínas y dependen mucho de sus nucléolos.

Planteamiento Durante la mitosis el núcleo se desorganiza.

1. Al final de la profase desaparecen el nucléolo y la envoltura nuclear, y no vuelven a formarse hasta la telofase.

2. Una célula en plena mitosis no tiene nucléolo sobre el que actúe la toxina, así que no tendría ese efecto mientras dura la división; lo tendría después, cuando el nucléolo se reorganice en la interfase.

Planteamiento Los dibujos siguen el proceso en orden, del 1 al 6.

1. La célula emite prolongaciones de su citoplasma (pseudópodos) que rodean una partícula grande, por su forma una bacteria (dibujos 1 a 3).

2. Las prolongaciones se cierran y la partícula queda dentro de una vesícula (dibujo 4); las vesículas pequeñas se fusionan con ella (dibujo 5) y la partícula se digiere hasta quedar unos restos (dibujo 6).

Planteamiento Para fagocitar, la célula tiene que deformar su membrana y emitir pseudópodos.

1. Las células vegetales tienen una pared celular rígida que se lo impide; en cambio, las células animales, como los macrófagos, sí pueden hacerlo (y también muchos protozoos).

Planteamiento Se identifican por su forma y por su papel en la secuencia.

1. A: las vesículas pequeñas y redondas del citoplasma, que después se unen a la vesícula con la partícula, son lisosomas, cargados de enzimas digestivas.

2. B: la vesícula que se forma al englobar la partícula es el fagosoma (vacuola fagocítica). Cuando los lisosomas se fusionan con él se convierte en un fagolisosoma o vacuola digestiva.

Planteamiento Los lisosomas son vesículas con enzimas hidrolíticas (hidrolasas ácidas: proteasas, lipasas, nucleasas…).

1. Al fusionarse con el fagosoma vierten en él sus enzimas, que degradan la partícula englobada (heterofagia).

2. También digieren orgánulos y componentes viejos de la propia célula (autofagia).

Planteamiento Hay que seguir el camino de las enzimas lisosomales.

1. Las enzimas de los lisosomas se sintetizan en el retículo endoplasmático rugoso y pasan al aparato de Golgi, de donde salen empaquetadas en vesículas: los lisosomas.

Planteamiento La meiosis es la división celular que forma células haploides ($n$), los gametos o las esporas, a partir de una célula diploide ($2n$).

1. Reducción del número de cromosomas: de una célula $2n$ salen cuatro células $n$. En la reproducción sexual, cuando dos gametos $n$ se unen en la fecundación, el cigoto vuelve a ser $2n$; sin meiosis, el número de cromosomas se duplicaría en cada generación. En la especie humana, $2n=46$ y los gametos tienen $n=23$.

2. Fuente de variabilidad genética: por la recombinación y por el reparto al azar de los cromosomas homólogos, cada célula hija lleva una combinación de alelos distinta. Esa variabilidad es la materia prima sobre la que actúa la selección natural, así que la meiosis es clave en la evolución de las especies.

Planteamiento Los dos procesos ocurren en la primera división meiótica y combinan de formas nuevas los alelos de origen materno y paterno.

1. Recombinación genética: en la profase I los cromosomas homólogos se aparean e intercambian fragmentos entre cromátidas no hermanas por sobrecruzamiento (entrecruzamiento o crossing-over); los puntos de intercambio se ven como quiasmas.

2. Así, cada cromátida resultante mezcla alelos del cromosoma de origen materno y del de origen paterno: aparecen combinaciones de alelos que no estaban en ninguno de los cromosomas de partida.

3. Segregación cromosómica: en la anafase I se separan los homólogos de cada par, y cada uno va a un polo al azar, con independencia de lo que hagan los demás pares. Cada gameto recibe así una mezcla aleatoria de cromosomas de origen materno y paterno.

4. Con $n$ pares de homólogos hay $2^n$ combinaciones posibles solo por este reparto; en la especie humana, con $n=23$, son más de $8$ millones de gametos distintos, sin contar la recombinación.

   $2^{23}\approx 8{,}4\cdot 10^{6}$

Planteamiento Una célula animal tiene dos tipos de ribosomas: los del citoplasma, de $80\,\mathrm{S}$, y los de las mitocondrias, de tipo $70\,\mathrm{S}$.

1. Casi todas las proteínas de la célula se fabrican en los ribosomas $80\,\mathrm{S}$ del citosol y del retículo rugoso, que son distintos de los $70\,\mathrm{S}$ y no se ven afectados por el inhibidor.

2. Por eso las células siguen sintetizando proteínas en el citoplasma; solo dejan de fabricar las pocas proteínas que se sintetizan dentro de las mitocondrias.

3. A más largo plazo, si las mitocondrias dejan de funcionar (apartado b), habrá menos ATP, y la síntesis de proteínas, que gasta mucha energía, también se resentirá.

Planteamiento Las mitocondrias tienen su propio ADN y sus propios ribosomas, de tipo $70\,\mathrm{S}$ como los de las bacterias, por su origen endosimbiótico.

1. En los ribosomas mitocondriales se fabrican algunas proteínas de la cadena respiratoria y de la ATP sintasa, que están codificadas en el ADN mitocondrial.

2. Con el inhibidor, la mitocondria no puede fabricar esas proteínas: fallan la cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa, y la respiración celular aerobia se detiene.

3. La célula solo podría obtener ATP de la glucólisis y la fermentación láctica, que rinden mucho menos.

Planteamiento Se mira si la célula tiene núcleo y orgánulos membranosos.

1. No tiene núcleo: su ADN está libre en el citoplasma (5). Tampoco tiene orgánulos membranosos, y en cambio tiene una envoltura con varias capas, un flagelo largo y muchas fimbrias (pili) cortas.

Planteamiento El recuadro de arriba amplía la envoltura de la bacteria; el resto de números están dentro de la célula.

1. 1: la capa más interna de la envoltura, la que rodea el citoplasma: la membrana plasmática.

2. 2: la capa más externa, por fuera de la pared celular: la cápsula. Las capas intermedias, sin número, corresponden a la pared celular.

3. 3: los pequeños gránulos repartidos por el citoplasma: los ribosomas (de $70\,\mathrm{S}$).

4. 4: la pequeña molécula de ADN circular, separada del cromosoma: un plásmido.

5. 5: la maraña de ADN del centro: el nucleoide, donde está el cromosoma bacteriano (una molécula de ADN circular).

Planteamiento Una función de cada uno de los tres componentes.

1. 2, cápsula: protege a la bacteria frente a la fagocitosis y la desecación, y le permite adherirse a superficies.

2. 3, ribosomas: realizan la síntesis de proteínas.

3. 4, plásmido: lleva genes no imprescindibles que dan ventajas a la bacteria, como la resistencia a antibióticos; puede pasar a otras bacterias por conjugación.

Planteamiento La mitosis da $2$ células hijas a partir de una; la meiosis, $4$.

1. Mitosis: la célula inicial se divide en $2$ células hijas.

   $1\times 2=2$

2. Meiosis: cada una de esas $2$ células da $4$ células, así que al final hay $8$ células.

   $2\times 4=8$

Planteamiento Cuatro pares de cromosomas significa que la célula es diploide, con $2n=8$ cromosomas (cuatro parejas de homólogos).

1. Mitosis: antes se replica cada cromosoma, y sus dos cromátidas se reparten entre las dos células hijas. Cada una recibe los $8$ cromosomas, igual que la célula madre: $2n=8$, cuatro pares.

2. Meiosis, primera división: se separan los cromosomas homólogos de cada pareja, así que cada célula recibe uno de cada par: $n=4$ cromosomas, cada uno todavía con dos cromátidas.

3. Meiosis, segunda división: se separan las cromátidas hermanas. Cada una de las $8$ células finales tiene $n=4$ cromosomas, uno de cada par: son células haploides.

Planteamiento La envoltura nuclear (un núcleo verdadero) es lo que distingue una célula eucariota de una procariota.

1. En la columna «Envoltura nuclear» los tres microorganismos tienen «Sí».

2. Por tanto, los tres tienen organización celular eucariota; ninguno es una bacteria, que sería procariota.

Planteamiento Los microorganismos eucariotas unicelulares son los hongos unicelulares (levaduras), las algas unicelulares y los protozoos. Se distinguen por si tienen pared celular y por si hacen la fotosíntesis.

1. B no crece en oscuridad, desprende $\mathrm{O_2}$ con luz (hace la fotosíntesis) y tiene pared celular: es un alga unicelular.

2. C crece en oscuridad (no depende de la luz), no desprende $\mathrm{O_2}$ (no hace la fotosíntesis) y no tiene pared celular: es un protozoo, heterótrofo y sin pared.

3. A crece en oscuridad, no hace la fotosíntesis, tiene pared celular y puede crecer sin $\mathrm{O_2}$ (es anaerobio facultativo): es una levadura, un hongo unicelular con pared de quitina.

Planteamiento Las levaduras, sin oxígeno y con glucosa, hacen la fermentación alcohólica.

1. La glucosa se degrada por la glucólisis a ácido pirúvico, que se transforma en etanol y dióxido de carbono; así se regenera el $\mathrm{NAD^+}$ y la levadura obtiene $2$ ATP por cada glucosa.

   $\mathrm{C_6H_{12}O_6}$${}\rightarrow 2\,\mathrm{C_2H_5OH}+2\,\mathrm{CO_2}$

2. Al medio de cultivo desprende dióxido de carbono (un gas) y etanol.

Planteamiento La figura es un dibujo en tres dimensiones del núcleo rodeado por el sistema de membranas del retículo endoplasmático.

1. 4: la membrana con poros que rodea la estructura central: la envoltura nuclear.

2. 2: las cisternas aplanadas y paralelas, cubiertas de gránulos, que continúan la envoltura nuclear: el retículo endoplasmático rugoso.

3. 3: los gránulos pegados a esas cisternas: los ribosomas.

4. 1: la red de túbulos sin gránulos, más alejada del núcleo: el retículo endoplasmático liso.

Planteamiento Las funciones de cada retículo dependen de si tiene ribosomas o no.

1. Retículo liso (1): síntesis de lípidos de las membranas (fosfolípidos, colesterol) y de hormonas esteroideas; detoxificación de sustancias tóxicas, como fármacos o alcohol (sobre todo en el hígado); almacén de iones $\mathrm{Ca^{2+}}$ (en el músculo).

2. Retículo rugoso (2): síntesis de proteínas en sus ribosomas (proteínas de membrana, de secreción y de los lisosomas); plegamiento de esas proteínas en su interior y comienzo de su glucosilación; después las envía al aparato de Golgi en vesículas.

Planteamiento Los ribosomas de la célula eucariota son iguales tanto si están unidos al retículo como si están sueltos.

1. Los mismos ribosomas que hay en el retículo rugoso se encuentran también libres en el citosol, sueltos o formando polirribosomas, donde fabrican las proteínas que se quedan en el citosol o que van al núcleo, a las mitocondrias, etc.

2. Las mitocondrias y los cloroplastos también tienen ribosomas, pero son distintos (más pequeños, parecidos a los de las bacterias), así que no cumplen la condición de tener «exactamente las mismas características».

Planteamiento La membrana plasmática es el límite de la célula; su estructura se describe con el modelo del mosaico fluido.

1. Definición: es una envoltura fina que rodea la célula, formada por una bicapa de lípidos (fosfolípidos y colesterol) con proteínas periféricas y transmembranales, y con glúcidos (glucolípidos y glucoproteínas) en su cara externa.

2. Función: separa el medio intracelular del extracelular y controla qué sustancias entran y salen (permeabilidad selectiva). También recibe señales del exterior gracias a sus receptores.

Planteamiento Las membranas simples (una sola bicapa) delimitan los orgánulos del sistema de endomembranas y algunos más; las mitocondrias, los cloroplastos y el núcleo tienen doble membrana.

1. Aparato de Golgi: modifica (por ejemplo, glucosila), empaqueta y distribuye las proteínas y los lípidos que le llegan del retículo, y forma las vesículas de secreción y los lisosomas.

2. Retículo endoplasmático: el rugoso sintetiza proteínas y el liso, lípidos; además, transporta y almacena sustancias.

3. Lisosomas: contienen enzimas hidrolíticas y realizan la digestión intracelular.

4. También tienen membrana simple los peroxisomas (reacciones de oxidación, con formación y descomposición de peróxido de hidrógeno) y las vacuolas (almacén de agua y de otras sustancias).

Planteamiento Los dos transportes se distinguen por el sentido respecto al gradiente y por el gasto de energía.

1. Transporte pasivo: paso de sustancias a través de la membrana a favor de su gradiente de concentración (o electroquímico), sin gasto de energía. Puede ser difusión simple a través de la bicapa (gases y moléculas pequeñas apolares) o difusión facilitada por proteínas de canal o transportadoras (iones, glucosa).

2. Transporte activo: paso de sustancias en contra de su gradiente, mediante proteínas transportadoras (bombas) y con gasto de energía, normalmente de ATP. Ejemplo: la bomba de sodio y potasio.

Planteamiento La teoría cromosómica de la herencia (Sutton y Boveri, completada por Morgan) relaciona los factores hereditarios de Mendel con los cromosomas.

1. Los genes se localizan en los cromosomas.

2. Los genes se disponen de forma lineal a lo largo de cada cromosoma.

3. Cada gen ocupa un lugar fijo en su cromosoma, llamado locus; sus alelos ocupan el mismo locus en los dos cromosomas homólogos.

4. Además, los genes que están muy próximos en un cromosoma tienden a heredarse juntos, y el sobrecruzamiento entre cromosomas homólogos explica la recombinación.

Planteamiento Las dos ideas se refieren a genes situados en el mismo cromosoma.

1. Ligamiento: es la tendencia de los genes que están en el mismo cromosoma a heredarse juntos, porque van en el mismo cromosoma al formarse los gametos. Esos genes se llaman ligados.

2. Recombinación genética: es el intercambio de fragmentos entre cromátidas de cromosomas homólogos durante la profase I de la meiosis (sobrecruzamiento), que produce combinaciones nuevas de alelos en un mismo cromosoma.

3. Cuanto más alejados están dos genes ligados, más probable es que haya un sobrecruzamiento entre ellos y más gametos recombinantes se forman.

Planteamiento La tercera ley de Mendel, de la transmisión independiente, dice que los alelos de genes distintos se reparten entre los gametos de forma independiente unos de otros.

1. Eso se cumple cuando los genes están en cromosomas distintos, porque cada pareja de homólogos se separa al azar en la meiosis.

2. Si dos genes están ligados (muy próximos en el mismo cromosoma), sus alelos tienden a ir juntos al mismo gameto: no se transmiten de forma independiente y no se cumple la tercera ley.

3. Por ejemplo, un dihíbrido $AaBb$ con los dos genes en cromosomas distintos forma cuatro tipos de gametos ($AB$, $Ab$, $aB$ y $ab$), con una probabilidad de $\frac{1}{4}$ cada uno. Si $A$ y $B$ están ligados en un cromosoma, y $a$ y $b$ en su homólogo, sin recombinación solo forma $AB$ y $ab$, con una probabilidad de $\frac{1}{2}$ cada uno.

4. Solo la recombinación permite que aparezcan, en menor proporción, las otras combinaciones ($Ab$ y $aB$).

Planteamiento En las tres partes, la membrana plasmática rodea material del exterior y forma vesículas hacia el interior de la célula.

1. Es la entrada de sustancias en vesículas formadas a partir de la membrana: la endocitosis, un transporte de macromoléculas y partículas.

Planteamiento Las tres formas de endocitosis se distinguen por lo que entra y por cómo se forma la vesícula.

1. A: la membrana emite prolongaciones que rodean una partícula grande y la encierran en una vesícula: fagocitosis.

2. B: la membrana se hunde y forma vesículas pequeñas que encierran líquido extracelular con las sustancias disueltas: pinocitosis.

3. C: las moléculas se unen a receptores de la membrana, que se agrupan en una zona que se hunde y forma una vesícula recubierta (de clatrina): endocitosis mediada por receptor.

Planteamiento Se identifica cada elemento en su parte del dibujo.

1. 1: las prolongaciones de la membrana que rodean la partícula: los pseudópodos.

2. 2: la vesícula que contiene la partícula englobada: la vesícula fagocítica o fagosoma.

3. 3: la vesícula pequeña con líquido: la vesícula pinocítica.

4. 4: la vesícula recubierta que contiene las moléculas captadas por los receptores: la vesícula endocítica.

5. 5: las moléculas de la membrana a las que se unen esas moléculas: los receptores de membrana.