Microbiología: ejercicios de la PAU de Biología de Andalucía resueltos

Planteamiento La estructura circular que se tiñe con un colorante de ADN es una molécula de ADN, y al final hay dos copias iguales de ella antes de que la célula se divida.

1. Se forman nuevas hebras a partir de las existentes y el resultado son dos moléculas idénticas a la original: es la copia del ADN.

Planteamiento Hay que fijarse en dónde está el ADN, en su forma y en cómo se replica.

1. El ADN está en el citosol: la célula no tiene un núcleo rodeado de membrana que lo separe del citoplasma.

2. La molécula de ADN es circular, como el cromosoma bacteriano (los eucariotas tienen varios cromosomas lineales dentro del núcleo).

3. La replicación empieza en un único punto (un solo origen de replicación), mientras que en los cromosomas eucariotas hay muchos orígenes.

Planteamiento La replicación empieza en un punto concreto de la molécula, el origen de replicación, donde se separan las dos hebras y se forma una burbuja.

1. El lugar por donde “se abre” la estructura es el origen de replicación: allí la helicasa rompe los puentes de hidrógeno entre las bases y separa las dos hebras.

2. A cada lado de la burbuja queda una horquilla de replicación. Las dos horquillas avanzan en sentidos opuestos alrededor del círculo: son los “dos puntos que se van alejando”.

Planteamiento La ADN polimerasa solo sintetiza ADN en sentido $5^\prime\rightarrow 3^\prime$ (añade nucleótidos al extremo $3^\prime$), y las dos hebras molde son antiparalelas.

1. Una de las hebras nuevas crece en el mismo sentido en que avanza la horquilla: la polimerasa puede ir añadiendo nucleótidos sin parar, de forma continua. Es la hebra conductora (adelantada).

2. La otra hebra nueva tendría que crecer en sentido contrario al avance de la horquilla. Como la polimerasa no puede sintetizar en sentido $3^\prime\rightarrow 5^\prime$, la hace a trozos: cada vez que la horquilla abre un tramo, la primasa pone un cebador de ARN y la polimerasa sintetiza un fragmento corto, el fragmento de Okazaki.

3. Después se quitan los cebadores, se rellena el hueco con ADN y la ADN ligasa une los fragmentos: por eso se ven “pequeños fragmentos que luego se fusionan”. Es la hebra retardada (rezagada).

Planteamiento La estructura circular es ADN, un polímero de nucleótidos.

1. Sus monómeros son los desoxirribonucleótidos (con las bases A, T, G y C).

2. La hidrólisis completa de un desoxirribonucleótido rompe el enlace N-glucosídico y el enlace éster con el fosfato y deja sus tres componentes:

   $\text{desoxirribonucleótido}$${}+2\,\mathrm{H_2O}$${}\rightarrow \text{base}$${}+\text{desoxirribosa}$${}+\mathrm{H_3PO_4}$

Planteamiento El yogur se hace con bacterias lácticas (por ejemplo, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus y Streptococcus thermophilus), que acidifican la leche.

1. Las bacterias hidrolizan la lactosa a glucosa y galactosa y las degradan hasta piruvato (glucólisis) y lo reducen a ácido láctico, sin oxígeno: es la fermentación láctica. El ácido láctico baja el pH del medio.

   $\mathrm{C_6H_{12}O_6}$${}\rightarrow 2\,\mathrm{CH_3{-}CHOH{-}COOH}$

2. Son bacterias: su organización celular es procariota.

Planteamiento La estructura de las proteínas depende de enlaces débiles, entre ellos los iónicos, que cambian con el pH.

1. Al bajar el pH cambian las cargas de los grupos ácidos y básicos de las proteínas de la leche (sobre todo la caseína) y se rompen los enlaces que mantienen su conformación: se desnaturalizan.

2. Cerca de su punto isoeléctrico las caseínas pierden la carga neta, dejan de repelerse, se agregan y coagulan: la leche se espesa y forma el gel del yogur.

Planteamiento La lactosa es un disacárido.

1. Sus monómeros son la galactosa y la glucosa.

2. Están unidos por un enlace O-glucosídico, de tipo $\beta(1\rightarrow 4)$, entre el carbono 1 de la galactosa y el 4 de la glucosa. Su hidrólisis los separa:

   $\mathrm{C_{12}H_{22}O_{11}}$${}+\mathrm{H_2O}$${}\rightarrow \text{galactosa}$${}+\text{glucosa}$

Planteamiento Muchos alimentos se elaboran con fermentaciones, y los microorganismos también se usan en medio ambiente, industria y salud.

1. Alimentos: el pan, con fermentación alcohólica de las levaduras (el $\mathrm{CO_2}$ hace subir la masa); el queso, con fermentación láctica de bacterias. Otros ejemplos: el vino y la cerveza (fermentación alcohólica) o el vinagre (fermentación acética, una oxidación aerobia del etanol).

2. Procesos que no producen alimentos: la depuración de aguas residuales; la obtención de antibióticos (por ejemplo, la penicilina, de hongos Penicillium); otros ejemplos: la producción de insulina por bacterias modificadas genéticamente, la biorremediación de vertidos o el control biológico de plagas.

Planteamiento En la masa hay levaduras (Saccharomyces cerevisiae), hongos unicelulares que fermentan los azúcares de la harina.

1. Durante el reposo, las levaduras hacen la fermentación alcohólica: transforman la glucosa en etanol y dióxido de carbono.

   $\mathrm{C_6H_{12}O_6}$${}\rightarrow 2\,\mathrm{CH_3CH_2OH}$${}+2\,\mathrm{CO_2}$

2. El $\mathrm{CO_2}$ es un gas que queda atrapado en la red de gluten de la masa y forma burbujas: la masa sube y queda esponjosa. El etanol se evapora durante la cocción.

Planteamiento Las bacterias del género Lactobacillus son bacterias lácticas.

1. Lactobacillus hace la fermentación láctica: reduce el piruvato que sale de la glucólisis a ácido láctico.

   $\mathrm{C_6H_{12}O_6}$${}\rightarrow 2\,\mathrm{CH_3{-}CHOH{-}COOH}$

2. El ácido láctico (y otros ácidos que acompañan a la fermentación, como el acético) es el que da a la masa madre su sabor ácido.

Planteamiento Las levaduras son anaerobias facultativas: sin oxígeno fermentan, y con oxígeno respiran.

1. En el tanque cerrado, sin $\mathrm{O_2}$, la levadura obtiene energía por fermentación alcohólica y produce etanol.

2. Al entrar aire, la levadura pasa a la respiración celular aerobia: el piruvato entra en la mitocondria y se oxida por completo a $\mathrm{CO_2}$ y $\mathrm{H_2O}$. Ya no se produce etanol (efecto Pasteur).

   $\mathrm{C_6H_{12}O_6}+6\,\mathrm{O_2}$${}\rightarrow 6\,\mathrm{CO_2}+6\,\mathrm{H_2O}$

3. La respiración da mucha más energía por glucosa (unas $30$–$38$ moléculas de ATP frente a $2$ en la fermentación), así que las levaduras siguen vivas y se multiplican incluso más deprisa.

Planteamiento La transformación bacteriana tiene un rendimiento bajo: solo una parte de las bacterias incorpora el plásmido.

1. Solo las bacterias que han captado el plásmido llevan el gen de resistencia y pueden vivir en el medio con antibiótico; las demás mueren.

2. Que sobreviva el $5\ \%$ indica que solo $5$ de cada $100$ bacterias (una de cada $20$) se han transformado. El antibiótico sirve así para seleccionar las bacterias transformadas, que son las que llevan también el gen de interés.

Planteamiento Los genes eucariotas son discontinuos: tienen intrones, que en la célula humana se eliminan del ARN antes de la traducción (maduración o splicing).

1. El gen humano de la insulina tiene intrones. En la célula humana, el ARN que se transcribe se madura en el núcleo: se cortan los intrones y se unen los exones.

2. Las bacterias no tienen intrones ni la maquinaria para eliminarlos. El ARNm bacteriano conserva los intrones y el ribosoma los traduce como si fueran parte del mensaje: sale un polipéptido con aminoácidos de más, distinto de la insulina y no funcional.

3. Por eso, en biotecnología se introduce en la bacteria el ADN complementario (ADNc), obtenido por retrotranscripción del ARNm maduro, que ya no tiene intrones.

4. Además, hay otra causa que también da un polipéptido más grande. La insulina se fabrica como una cadena precursora (preproinsulina) a la que la célula humana corta algunos tramos después de la traducción; una bacteria no hace ese procesado, así que, aunque el gen no tuviera intrones, obtendría el precursor, que no es activo.

Planteamiento El yogur se hace con leche: su azúcar, la lactosa, se transforma en ácido láctico, que cuaja las proteínas de la leche.

1. Es una fermentación láctica: el piruvato de la glucólisis se reduce a lactato (ácido láctico) para regenerar el $\mathrm{NAD^+}$.

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

2. La hacen bacterias lácticas, como Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus y Streptococcus thermophilus.

Planteamiento La masa del pan se hace fermentar con levadura antes de hornearla.

1. Es una fermentación alcohólica, hecha por levaduras: Saccharomyces cerevisiae (la levadura de panadería), un hongo unicelular.

2. Ecuación global de la fermentación alcohólica de la glucosa:

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

3. El gas es el dióxido de carbono ($\mathrm{CO_2}$): queda atrapado en la masa en forma de burbujas, la hace subir y le da su textura esponjosa.

4. El otro producto es el etanol. No está en el pan, porque durante la cocción en el horno se evapora (su temperatura de ebullición, unos $78\ ^\circ\mathrm{C}$, queda muy por debajo de la del horno).

Planteamiento Los microorganismos del yogur son bacterias (procariotas) y los del pan, levaduras (eucariotas, hongos).

1. Organización celular: las bacterias son procariotas, sin núcleo; las levaduras son eucariotas, con núcleo rodeado de envoltura.

2. Pared celular: la de las bacterias es de peptidoglicano (mureína); la de las levaduras, de quitina y otros polisacáridos.

3. Orgánulos: las bacterias no tienen orgánulos membranosos (ni mitocondrias ni retículo); las levaduras sí.

4. Reproducción: las bacterias se dividen por bipartición; las levaduras, por gemación.

Planteamiento Cada enzima tiene una temperatura óptima en la que su actividad es máxima.

1. Si la temperatura baja de forma moderada, las moléculas se mueven más despacio y chocan menos con la enzima: la actividad disminuye (sin dañar la enzima).

2. Si sube de forma moderada, la actividad aumenta mientras la temperatura se acerca a la óptima y disminuye cuando se aleja de ella por encima; con un calor excesivo la enzima se desnaturalizaría.

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 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 La ingeniería genética es la parte de la biotecnología que trabaja directamente con el ADN.

1. Es el conjunto de técnicas que permiten manipular y modificar el material genético en el laboratorio: aislar genes, cortarlos (con enzimas de restricción), unirlos (con la ADN ligasa), copiarlos y transferirlos de un organismo a otro.

2. Así se obtienen organismos modificados genéticamente (transgénicos), que fabrican productos útiles o tienen características nuevas.

Planteamiento Es una aplicación de la biotecnología al medio ambiente.

1. Consiste en usar seres vivos, sobre todo microorganismos (bacterias y hongos) y también plantas, o productos derivados de ellos, como sus enzimas, para eliminar o transformar los contaminantes.

2. Ejemplo: bacterias que degradan los hidrocarburos de un vertido de petróleo.

Planteamiento Es la molécula que se fabrica en ingeniería genética.

1. Es una molécula de ADN obtenida en el laboratorio uniendo fragmentos de ADN de procedencias distintas; por ejemplo, un gen humano insertado en un plásmido de una bacteria.

2. Se obtiene cortando los dos ADN con la misma enzima de restricción, para que sus extremos sean complementarios, y uniéndolos con la ADN ligasa.

Planteamiento Hay que buscar aplicaciones que no se basen en la fermentación de un microorganismo, como el pan, el yogur o el vino.

1. Agricultura: plantas transgénicas resistentes a plagas, como el maíz al que se ha añadido un gen bacteriano para que fabrique una toxina contra los insectos que lo atacan (maíz Bt).

2. Medio ambiente: la biorremediación de suelos o aguas contaminados, por ejemplo con bacterias que degradan el petróleo de un vertido.

3. Otras aplicaciones válidas: la terapia génica o el diagnóstico de enfermedades mediante la PCR.

Planteamiento Las reglas de complementariedad de bases (de Chargaff) solo se cumplen en los ácidos nucleicos de doble cadena: en el ADN bicatenario, $\text{A}=\text{T}$ y $\text{G}=\text{C}$; en el ARN bicatenario, $\text{A}=\text{U}$ y $\text{G}=\text{C}$. En una sola cadena no hay una cadena complementaria con la que emparejarse, así que el porcentaje de una base no dice nada de las demás.

1. El viroide tiene ARN monocatenario: una sola cadena. Aunque esa cadena se pliega y empareja algunos tramos consigo misma, el emparejamiento no es completo y no permite calcular las demás bases.

2. Solo se sabe que uracilo, guanina y citosina suman el resto, pero no cómo se reparten.

   $\text{U}+\text{G}+\text{C}=100-29=71\ \%$

Planteamiento El coronavirus también tiene ARN monocatenario.

1. Como en el viroide, una sola cadena no tiene bases emparejadas con otra cadena, así que no se puede usar la complementariedad.

2. Solo se sabe cuánto suman las otras tres bases.

   $\text{U}+\text{G}+\text{C}=100-31=69\ \%$

Planteamiento Salmonella tiene ADN bicatenario: cada adenina de una cadena está emparejada con una timina de la otra, y cada guanina con una citosina.

1. Por el emparejamiento A–T, hay tanta timina como adenina.

   $\text{T}=\text{A}=22\ \%$

2. Adenina y timina suman el $44\ \%$; guanina y citosina, el resto.

   $\text{G}+\text{C}=100-(22+22)=56\ \%$

3. Por el emparejamiento G–C, guanina y citosina se reparten ese $56\ \%$ a partes iguales.

   $\text{G}=\text{C}=\frac{56}{2}=28\ \%$

Planteamiento El Parvovirus tiene ADN monocatenario.

1. Al ser una sola cadena, la adenina no está emparejada con timina de otra cadena, así que no se puede aplicar la complementariedad.

2. Solo se sabe cuánto suman timina, guanina y citosina.

   $\text{T}+\text{G}+\text{C}=100-27=73\ \%$

Planteamiento El Birnavirus tiene ARN bicatenario: en el ARN no hay timina, y la adenina se empareja con el uracilo.

1. Por el emparejamiento A–U, hay tanto uracilo como adenina.

   $\text{U}=\text{A}=32\ \%$

2. Adenina y uracilo suman el $64\ \%$; guanina y citosina, el resto.

   $\text{G}+\text{C}=100-(32+32)=36\ \%$

3. Guanina y citosina se reparten ese $36\ \%$ a partes iguales.

   $\text{G}=\text{C}=\frac{36}{2}=18\ \%$

Planteamiento La leche lleva proteínas, sobre todo caseína, dispersas en el agua. Su estructura, y con ella su solubilidad, depende del pH.

1. El zumo de limón es ácido (contiene ácido cítrico) y baja el pH de la leche.

2. Al bajar el pH cambian las cargas de los grupos ionizables de la caseína: se rompen los enlaces débiles que mantienen su estructura y la proteína se desnaturaliza.

3. Desnaturalizada, la caseína deja de estar dispersa en el agua: sus moléculas se agregan y precipitan. La leche se cuaja (la parte más densa) y se separa un líquido transparente, el suero.

Planteamiento Lactobacillus acidophilus es una bacteria láctica.

1. A $37$ °C las bacterias crecen y hacen la fermentación láctica: degradan la lactosa, el azúcar de la leche, y producen ácido láctico.

   $\mathrm{C_{12}H_{22}O_{11}}$${}+\mathrm{H_2O}$${}\rightarrow 4\,\mathrm{C_3H_6O_3}$

2. El ácido láctico baja el pH de la leche y, como en el vaso 1, la caseína se desnaturaliza y precipita, y se separa el suero. Es lo que ocurre al fabricar el yogur.

Planteamiento El vaso 3 es igual que el 2 salvo por el calentamiento previo: funciona como control y muestra que el cambio del vaso 2 lo causan las bacterias vivas.

1. A $90$ °C durante $5$ minutos las bacterias mueren, porque sus proteínas, entre ellas sus enzimas, se desnaturalizan.

2. Sin bacterias vivas no hay fermentación láctica: no se forma ácido láctico, el pH no baja y la caseína no se desnaturaliza, así que la leche no cambia.

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 «Microorganismo» no es un grupo de clasificación: agrupa a seres muy distintos por su tamaño.

1. Un microorganismo es un ser vivo tan pequeño que solo se puede ver con el microscopio.

2. Incluye organismos procariotas (las bacterias) y eucariotas (los protozoos, las algas microscópicas y los hongos microscópicos, como las levaduras y los mohos). La microbiología estudia también los virus, aunque son formas acelulares.

Planteamiento Los microorganismos pueden ser útiles para el ser humano o causarle daños.

1. Relación beneficiosa: se usan para producir alimentos (yogur, pan, queso) y medicamentos (antibióticos); además, las bacterias de la microbiota intestinal nos ayudan a digerir y nos protegen de otros microorganismos.

2. Relación perjudicial: muchos son patógenos y causan enfermedades infecciosas, como la tuberculosis (bacteria), la gripe (virus) o las micosis (hongos); otros deterioran y pudren los alimentos.

Planteamiento La biotecnología aprovecha a los seres vivos como «fábricas» de productos útiles.

1. Es el conjunto de técnicas que utilizan seres vivos (sobre todo microorganismos), sus células o sus moléculas para obtener productos o servicios útiles para el ser humano.

2. Se aplica en la alimentación, en la farmacia y la medicina, en la agricultura y en el medio ambiente (por ejemplo, en la depuración de las aguas residuales).

Planteamiento Hay que dar un ejemplo de cada industria y el tipo de microorganismo que interviene.

1. Industria alimentaria: el yogur se obtiene por la fermentación láctica que realizan bacterias lácticas (Lactobacillus y Streptococcus): hidrolizan la lactosa de la leche en glucosa y galactosa y las transforman en ácido láctico, que cuaja la leche.

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

2. Industria farmacéutica: los antibióticos, como la penicilina, que se obtiene de un hongo (moho) del género Penicillium. Otro ejemplo: la insulina humana, que fabrican bacterias modificadas por ingeniería genética.

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 Es una partícula esférica con una envoltura de la que salen espículas, una cápsida en forma de cono y, dentro, dos hebras de ácido nucleico con una enzima: es un virus.

1. La cápsida cónica con dos moléculas de ARN y la enzima 5 junto a ellas son las del virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), un retrovirus.

Planteamiento Se identifica cada parte del virus de fuera hacia dentro.

1. 1: las espículas de la superficie: glucoproteínas de la envoltura, con las que el virus reconoce y se une a las células que infecta (los linfocitos T colaboradores).

2. 2: la capa externa: la envoltura, una bicapa lipídica que procede de la membrana de la célula infectada.

3. 3: la cubierta de proteína que encierra el material genético: la cápsida.

4. 4: las dos hebras que hay dentro de la cápsida: el ARN, el material genético del virus.

5. 5: la enzima que hay junto al ARN: la transcriptasa inversa, que copia el ARN del virus en ADN.

Planteamiento La estructura 2 es la envoltura lipídica, que rodea la cápsida.

1. Los virus que tienen envoltura por fuera de la cápsida se llaman virus envueltos, como el VIH o el de la gripe.

2. Los que no la tienen, y cuya parte más externa es la cápsida, se llaman virus desnudos, como el de la poliomielitis.

Planteamiento Se completa la tabla con el grupo de cada microorganismo y lo que se fabrica con él.

1. 1: Saccharomyces es la levadura con la que se fabrican el pan, la cerveza y el vino.

2. 2: Streptococcus y Lactobacillus son bacterias (bacterias lácticas).

3. 3: Penicillium es un moho, un hongo microscópico pluricelular formado por filamentos.

4. 4: de Penicillium se obtiene el antibiótico penicilina.

Planteamiento Saccharomyces realiza la fermentación alcohólica en ausencia de oxígeno.

1. Proceso: la fermentación alcohólica.

2. Sustrato inicial: azúcares, como la glucosa (en el pan, procedentes de la harina; en el vino, de la uva).

3. Productos finales: etanol y dióxido de carbono.

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

4. En el pan, el $\mathrm{CO_2}$ hace subir la masa y el etanol se evapora al hornearla; en el vino y la cerveza, lo que se busca es el etanol.

Planteamiento En la tabla hay hongos (una levadura y un moho) y bacterias; faltan otros grupos de microorganismos.

1. Las algas microscópicas, como las diatomeas, que tienen organización celular eucariota.

2. Los protozoos, como el paramecio o la ameba, que también tienen organización celular eucariota.

Planteamiento Cada medio bloquea algo propio de un grupo: la penicilina impide fabricar la pared de peptidoglucano de las bacterias; el inhibidor de la fotosíntesis frena a los organismos fotosintéticos, como las algas; y el inhibidor de la síntesis de quitina, a los hongos, cuya pared es de quitina.

1. B no crece con penicilina y sí en los otros dos medios: es una bacteria, porque la penicilina inhibe la síntesis de su pared celular.

2. C no crece con el inhibidor de la fotosíntesis: depende de la fotosíntesis, así que es un alga (unicelular).

3. D no crece con el inhibidor de la síntesis de quitina: su pared es de quitina, así que es un hongo, como una levadura.

4. A crece en los tres medios: no tiene pared de peptidoglucano ni de quitina y no hace la fotosíntesis. De los grupos de microorganismos, es un protozoo, un eucariota heterótrofo sin pared celular.

Planteamiento 1 es una célula alargada, con pared y con el ADN suelto en el citoplasma, sin núcleo.

1. Es una bacteria con forma de bacilo (por ejemplo, Escherichia coli). Su organización celular es procariota.

Planteamiento Son las dos moléculas de ADN que aparecen en la figura.

1. 2: la pequeña molécula circular de ADN que se introduce en la bacteria: un plásmido, que se usa como vector.

2. 3: la maraña de ADN que hay dentro de la bacteria: el cromosoma bacteriano, un ADN circular que está en el nucleoide.

Planteamiento Para que la bacteria fabrique insulina humana, tiene que recibir la información para hacerla.

1. El plásmido debe llevar insertado el gen de la insulina humana, para que la bacteria lo transcriba y lo traduzca.

2. Como las bacterias no pueden eliminar intrones, se usa una copia del gen sin intrones (un ADN complementario obtenido a partir del ARNm maduro de la insulina), colocada detrás de un promotor que la bacteria reconozca.

Planteamiento En 4 se ve una placa de Petri con muchas colonias.

1. Las bacterias que han incorporado el plásmido se cultivan y se multiplican por bipartición: cada colonia procede de una sola bacteria.

2. Así se obtienen muchas bacterias iguales con el gen (se clona), que fabrican insulina en grandes cantidades. Antes se seleccionan las que llevan el plásmido, por ejemplo con un antibiótico, si el plásmido lleva un gen de resistencia.