Biología, PAU 2024 de Cataluña: el examen de junio (serie 1) resuelto

Planteamiento Hay que identificar las tres partes del virus señaladas en la figura y decir de qué biomoléculas están hechas. La frase de la figura sobre las proporciones de las bases ayuda a deducir el tipo de material genético.

1. A, la cubierta exterior que rodea todo el virus: es la envoltura. Está formada por lípidos (una bicapa lipídica) y proteínas, muchas con cadenas de glúcidos (glicoproteínas).

2. B, el filamento de dentro: es el material genético. Tiene uracilo (U), por tanto es ARN.

3. Además, la proporción de G no es igual a la de C ni la de A igual a la de U: las bases no están apareadas, así que el ARN es de una sola cadena (monocatenario).

4. C, el hexágono que encierra el material genético: es la cápsida (que, con el ARN, forma la nucleocápsida). Está formada por proteínas.

Planteamiento Se pide relacionar las estructuras del virus con la especificidad de la respuesta inmunitaria.

1. El sistema inmunitario reconoce el virus por sus antígenos, sobre todo las proteínas (glicoproteínas) de la envoltura, que están en la superficie.

2. Los cuatro tipos de virus del dengue son parecidos, pero tienen proteínas de envoltura distintas, es decir, antígenos distintos.

3. La respuesta inmunitaria específica es específica de cada antígeno: los anticuerpos y las células de memoria que se forman contra un tipo de virus del dengue solo reconocen los antígenos de ese tipo.

4. Por eso, en una infección por otro tipo de virus del dengue, esos anticuerpos y células de memoria no lo reconocen, y no hay inmunidad.

Planteamiento La prueba amplifica material genético del virus. Hay que decir qué técnica es, por qué hace falta la retrotranscriptasa, qué indica el gráfico y de dónde viene la especificidad.

1. Técnica: la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), que hace muchas copias de un fragmento de ADN. Como antes se hace una retrotranscripción, es una RT-PCR (PCR con retrotranscripción).

2. Retrotranscriptasa: es una enzima (una ADN polimerasa que usa ARN como molde). Sintetiza una cadena de ADN complementario (ADNc) a partir del ARN del virus.

3. Para qué sirve: el material genético del virus del dengue es ARN, y la PCR solo amplifica ADN; primero hay que pasar el ARN a ADN.

4. Gráfico: el número de copias de material genético del virus aumenta mucho con los ciclos hasta una meseta. Había material genético del virus en la muestra y se ha amplificado: el resultado es positivo.

5. Especificidad: la PCR usa cebadores (primers), fragmentos cortos de ADN con una secuencia complementaria a los extremos del fragmento del material genético del virus que se quiere amplificar. Solo se unen a ese material genético, de modo que no se amplifica el ADN de las células de la paciente ni el de otros microorganismos.

Planteamiento Es el primer contacto de Janna con este virus: hay que explicar cómo se activa la respuesta y qué células y moléculas participan.

1. Es una respuesta primaria: el primer contacto con este antígeno. Primero actúan las defensas inespecíficas (innatas), y después la respuesta específica.

2. Células presentadoras de antígenos (macrófagos o células dendríticas): fagocitan virus y presentan fragmentos de sus antígenos en la superficie, unidos a moléculas del complejo principal de histocompatibilidad (MHC, CPH).

3. Linfocitos T colaboradores (Th, o CD4): reconocen esos antígenos presentados, se activan y liberan citocinas (interleucinas), que activan a otros linfocitos.

4. Linfocitos B: activados por los Th, se dividen (por mitosis) y forman un clon. La mayoría se diferencian en células plasmáticas, que fabrican anticuerpos específicos contra los antígenos del virus; los anticuerpos se unen al virus y lo neutralizan.

5. Linfocitos T citotóxicos (Tc, o CD8): reconocen las células infectadas por el virus y las destruyen.

6. Interferones: las células infectadas y los linfocitos T liberan estas proteínas, que activan otras células del sistema inmunitario contra el virus.

7. Células de memoria (linfocitos B y T de memoria): quedan después de la infección y permitirán una respuesta más rápida si Janna vuelve a encontrarse con este mismo tipo de virus.

Planteamiento Hay que deducir del texto si la enfermedad es dominante o recesiva y si el gen está en un autosoma o en un cromosoma sexual, y justificar cada cosa con una frase del texto.

1. Recesiva: el texto dice que solo tienen la enfermedad las personas que han heredado el alelo defectuoso de ambos progenitores. Hace falta tener dos copias (ser homocigoto); quien tiene una sola copia (heterocigoto) está sano.

2. Si fuera dominante, bastaría con una copia del alelo defectuoso para tener la enfermedad.

3. Autosómica: el gen ABCA4 está en el cromosoma 1, que es un autosoma (no es ni el X ni el Y).

4. También se puede argumentar con la herencia: si fuera recesiva ligada al X, los chicos, que solo tienen un cromosoma X, tendrían la enfermedad con una sola copia del alelo, heredada de la madre; en cambio, el texto dice que hay que heredarlo de ambos progenitores.

5. Que afecte tanto a chicos como a chicas es coherente con la herencia autosómica, pero no es prueba suficiente: para justificarlo hace falta uno de los dos argumentos anteriores.

Planteamiento Se pide una definición del sistema del complemento con sus características principales.

1. Es un conjunto de proteínas (muchas son enzimas) presentes en la sangre, en el plasma sanguíneo, que se sintetizan sobre todo en el hígado.

2. Se activan en cascada: cada proteína activada activa la siguiente, de modo que la respuesta se amplifica.

3. Forma parte de la respuesta inmunitaria inespecífica (innata), aunque también coopera con la específica.

4. Se activa por complejos antígeno-anticuerpo o por moléculas de la superficie de los microorganismos, y es una respuesta rápida y eficaz sobre todo contra bacterias.

Planteamiento Hay que explicar qué acción del complemento activado puede destruir una célula, aplicada a las células de la retina donde se acumulan los dímeros A2E.

1. Los dímeros A2E acumulados en la retina activan el sistema del complemento sobre las células de la retina.

2. Las proteínas del complemento activadas se unen a la membrana de esas células y forman el complejo de ataque a la membrana, que abre poros en ella.

3. Por los poros entran y salen libremente agua e iones: la célula se rompe (lisis o citólisis) y muere.

4. También valen otras dos formas: el complemento se une a la superficie de las células de la retina (opsonización) y hace que sean fagocitadas, o bien desencadena una respuesta inflamatoria que atrae fagocitos a la zona.

Planteamiento Hay que decir qué papel tiene el virus en el procedimiento de la figura.

1. El virus lleva el ADN recombinante con el gen ABCA4 funcional, como se ve en la figura.

2. Entra en las células de la retina y libera ese ADN, que llega al núcleo, donde el gen se puede expresar.

3. Esa función de transportar e introducir un gen dentro de una célula es la de un vector.

Planteamiento Son las dos herramientas para construir el ADN recombinante de la figura (ADN del virus, gen ABCA4 y ADN del virus).

1. Enzimas de restricción (endonucleasas de restricción): cortan el ADN por unas secuencias concretas, que reconocen específicamente.

2. Se usan para cortar el ADN del virus y el ADN que contiene el gen ABCA4 funcional, preferiblemente con la misma enzima, para que los extremos de los dos fragmentos sean compatibles.

3. Ligasas (ADN ligasas): unen fragmentos de ADN formando enlaces fosfodiéster.

4. Aquí unen el ADN del virus con el fragmento que contiene el gen ABCA4 funcional, y así se forma el ADN recombinante.

Planteamiento Hay que explicar qué significa cada término (forma, tipo de nutrición y tipo de pared) y proponer una forma de comprobarlo, como ya hace la fila de «flagelado».

1. Bacilo. Qué significa: es una bacteria de forma alargada, de bastoncito. Cómo se comprueba: observando su forma en una imagen de microscopio.

2. Heterótrofo. Qué significa: utiliza materia orgánica como fuente de carbono (no puede fabricarla a partir del $\mathrm{CO_2}$). Cómo se comprueba: cultivándolo en un medio sin materia orgánica, en el que la única fuente de carbono sea el $\mathrm{CO_2}$; si es heterótrofo, no crecerá.

3. Gramnegativo. Qué significa: tiene una pared con una capa fina de peptidoglicano (mureína) y, por fuera, una membrana externa. Cómo se comprueba: con una tinción de Gram; los gramnegativos no retienen el cristal violeta y quedan de color rosa o rojo (por la safranina), no azul-violeta.

Planteamiento Se mide con una regla la línea que marca la bacteria A en el examen impreso y se divide entre los aumentos ($2\,000\times$).

1. Longitud de la línea A en la imagen impresa, medida con regla:

   $L_{\text{imagen}}\approx 1{,}4\ \mathrm{cm}$

2. Pasamos los centímetros a micrómetros ($1\ \mathrm{cm}=10^4\ \mathrm{\mu m}$):

   $1{,}4\ \mathrm{cm}=14\,000\ \mathrm{\mu m}$

3. El tamaño real es el tamaño en la imagen dividido entre los aumentos:

   $L_{\text{real}}=\frac{14\,000\ \mathrm{\mu m}}{2\,000}=7\ \mathrm{\mu m}$

4. Una medida entre $1{,}3$ y $1{,}5$ cm es razonable y da entre $6{,}5$ y $7{,}5\ \mathrm{\mu m}$.

Planteamiento Se piden el nombre y la explicación de dos mecanismos de transferencia horizontal de ADN entre bacterias.

1. Mecanismo 1: conjugación.

2. Explicación: una célula donadora transfiere ADN (normalmente un plásmido, o una parte del cromosoma) a una célula receptora, que puede ser de la misma especie o de otra. Hace falta que las dos células entren en contacto: un pelo sexual (pili) de la donadora se une a la receptora y, al acortarse, las acerca hasta que forman un agregado por donde pasa el ADN.

3. Mecanismo 2: transformación.

4. Explicación: una célula bacteriana capta fragmentos de ADN libre que hay en el medio (por ejemplo, liberados por bacterias muertas) y los incorpora a su genoma.

5. También valen la transducción (un bacteriófago transporta ADN de una bacteria a otra: cuando se forman virus nuevos, algunos incorporan ADN de la bacteria infectada y lo inyectan en la bacteria siguiente) y la formación de vesículas (las bacterias liberan al medio vesículas que contienen fragmentos de ADN o plásmidos, y otras bacterias las absorben).

Planteamiento Hay que identificar en el esquema cada vía inhibida (fase luminosa de la fotosíntesis, síntesis de ácidos grasos y síntesis de proteínas), dónde tiene lugar y qué produce, y recordar la composición de un nucleótido.

1. Vía A: es la fase luminosa de la fotosíntesis (fase fotoquímica), es decir, la cadena de transporte de electrones fotosintética con la fotofosforilación: la luz excita los fotosistemas y el agua cede electrones y libera $\mathrm{O_2}$.

2. Dónde: en el cloroplasto, en la membrana de los tilacoides.

3. Las dos biomoléculas que la fase luminosa cede al ciclo de Calvin son el ATP y el NADPH (no el NADH). Sin ellas, el ciclo de Calvin no puede reducir el $\mathrm{CO_2}$ y también se detiene.

4. Vía B: es la síntesis de ácidos grasos a partir de acetil-CoA, la lipogénesis.

5. Vía C: es la síntesis de proteínas, la traducción, que tiene lugar en los ribosomas.

6. Para obtener un nucleótido, a la base nitrogenada hay que añadirle una pentosa (ribosa o desoxirribosa) y un grupo fosfato (ácido fosfórico).

Planteamiento Hay que reconocer cada molécula por su estructura, relacionarla con la vía del esquema que la produce y, por tanto, con el herbicida que la bloquea; decir por qué es imprescindible; y deducir el efecto del Paraquat, que actúa al principio de todo.

1. Molécula A, fosfolípido (tiene glicerina, dos ácidos grasos y un grupo fosfato con colina). Herbicida: Pinoxaden®, porque los fosfolípidos contienen ácidos grasos, y sin la vía B la planta no puede fabricarlos.

2. Muerte del vegetal por la falta de A: los fosfolípidos forman la bicapa de todas las membranas; sin ellos la planta no puede hacer membranas nuevas ni repararlas, y sus células no pueden crecer ni dividirse.

3. Molécula B, desoxirribonucleótido: tiene un grupo fosfato, una pentosa con H (no OH) en el carbono 2′, que es desoxirribosa, y la base citosina; es el monofosfato de desoxicitidina (dCMP). Herbicida: Tetflupyrolimet®, porque impide fabricar bases nitrogenadas, que forman parte de los nucleótidos.

4. Muerte del vegetal por la falta de B: sin desoxirribonucleótidos la planta no puede replicar el ADN, y las células no se pueden dividir. Como su pentosa es la desoxirribosa, B es un precursor del ADN: lo que bloquea su falta es la replicación.

5. Molécula C, proteína (una proteína grande, con varias cadenas polipeptídicas; puede ser una enzima). Herbicida: Chlorsulfuron®, porque sin aminoácidos no se pueden fabricar proteínas por traducción.

6. Muerte del vegetal por la falta de C: las proteínas, sobre todo las enzimas, catalizan las reacciones del metabolismo y forman muchas estructuras celulares; sin ellas la célula no puede funcionar.

7. Paraquat®: la planta no podría fabricar ninguna de las tres moléculas (ni A, ni B, ni C).

8. Razonamiento: el Paraquat® bloquea la fase luminosa y, sin ATP ni NADPH, también el ciclo de Calvin. La planta deja de fabricar materia orgánica (glúcidos, piruvato) a partir del $\mathrm{CO_2}$, y según el esquema todo lo demás (acetil-CoA, ácidos grasos, ciclo de Krebs, aminoácidos y bases nitrogenadas) se deriva de ella.

Planteamiento Hay que explicar, con la selección natural, por qué el calentamiento global hace que haya más hongos capaces de vivir a la temperatura del cuerpo de los mamíferos.

1. Variación al azar: en las poblaciones de hongos aparecen mutaciones al azar. Algunas permiten a ciertos individuos vivir y crecer a temperaturas más altas que las habituales. El calor no provoca esas mutaciones: ya estaban.

2. Selección natural: con el calentamiento global, el ambiente es más cálido, y los hongos que toleran mejor las temperaturas altas sobreviven y se reproducen más que el resto.

3. Herencia: esos hongos transmiten la mutación a sus descendientes, de modo que, generación tras generación, aumenta la proporción de hongos capaces de vivir a temperaturas altas.

4. Consecuencia: algunos de esos hongos ya pueden vivir a la temperatura del cuerpo de los mamíferos, que deja de ser una barrera. Encuentran en nuestro cuerpo un medio donde vivir y causan más enfermedades.

Planteamiento Hay que encontrar las dos afirmaciones falsas del texto, una sobre qué es la histamina y otra sobre quién la segrega, y corregirlas.

1. Error 1: la histamina no es un anticuerpo. Corrección: es una molécula señal (una amina) que actúa como mediador de la inflamación: aumenta la permeabilidad de los capilares y provoca vasodilatación.

2. Error 2: los eosinófilos no segregan histamina. Corrección: la segregan los mastocitos y los basófilos.

3. También valen otras correcciones adecuadas: para el error 1, decir que los anticuerpos relacionados con la inflamación de origen alérgico son las IgE; para el error 2, decir que los eosinófilos, en lugar de segregar histamina, contribuyen a inactivar las sustancias que liberan los mastocitos, como la histamina.

Planteamiento Hay que decir de qué tipo de biomolécula son los anticuerpos y clasificar la inmunidad que da inyectarlos ya hechos.

1. Los anticuerpos son proteínas (glicoproteínas): las inmunoglobulinas.

2. Pasiva: la persona recibe anticuerpos ya fabricados; su sistema inmunitario no los produce ni forma células de memoria, y la protección es inmediata pero temporal.

3. Artificial: la inmunidad se consigue con una intervención médica, la inyección del suero, y no de forma natural (como ocurre con los anticuerpos que pasan de la madre al feto por la placenta o al bebé por la leche).