SÈRIE 4 PAUTES

La prova consta de quatre exercicis. Els exercicis 1 i 2 són comuns i obligatoris, i els exercicis 3 i 4 estan agrupats en

dues opcions (A i B), de les quals n’heu d’escollir UNA. Feu els exercicis 1 i 2 i escolliu UNA de les dues opcions per

als altres dos exercicis. En cap cas no podeu fer un exercici de l’opció A i un altre de l’opció B.

Sèrie 4 Pregunta 1

Investigadors de l’Hospital Clínic de Barcelona han començat a assajar en humans nous prototips de

vacunes contra el virus de la immunodeficiència humana (VIH), causant de la sida. Aquestes vacunes

intenten induir la producció d’anticossos contra el virus.

1. Abans de ser provat en humans, qualsevol prototip de vacuna s’assaja en animals.

Dissenyeu un experiment per a comprovar si una nova vacuna indueix la producció

d’anticossos contra el VIH. Disposeu de cent ratolins i de tècniques per a mesurar la

quantitat d’aquests anticossos a la sang. [1 punt]

Resposta model:

- Es divideixen els ratolins en dos grups del 50, un dels quals rebrà el tractament amb la nova vacuna

(TRACTAMENT DE LA VARIABLE INDEPENDENT: 0,25 punts)

- i l’altre no (o rebrà una injecció de placebo). Les característiques dels ratolins, l’alimentació, la temperatura

i els altres factors que puguin influir en la producció d’anticossos han de ser iguals en els dos grups (GRUP

CONTROL I VARIABLES CONTROLADES: 0,25 punts).

- Passat un temps s’extreu sang dels ratolins dels dos grups i es mesura la quantitat que conté d’anticossos

contra el virus HIV (OBSERVACIÓ DELS RESULTATS: 0,25 punts).

- L’experiment s’ha de repetir al menys una o dues vegades més, per assegurar-nos que els resultats no són

deguts a l’atzar (RÈPLICA: 0,25 punts).

2. Expliqueu breument què són els anticossos i indiqueu el tipus de cèŀlules que els produeixen. [1 punt]

3. Els virions del VIH tenen RNA com a material genètic. No obstant això, quan infecten una cèŀlula fabriquen una còpia del

seu RNA en forma de DNA. Com s’anomena aquest procés? Quin és l’enzim implicat més important? Quina és la importància

d’aquest procés en el cicle del VIH? [1 punt]

Sèrie 4 Pregunta 2

L’any 1936 es va extingir el tigre de Tasmània (Thylacinus cynocephalus), un mamífer marsupial d’Austràlia.

1) Imagineu que en un indret remot de l’illa de Tasmània es descobreix un únic exemplar femella de tigre de Tasmània.

Tenint en compte el concepte biològic d’espècie, seria possible obtenir més individus del tigre de Tasmània encreuant

aquesta femella amb un mascle de tigre de Bengala (Panthera tigris tigris)? Justifiqueu la resposta. [1 punt]

Resposta model:

No seria possible ja que es tracta de dues espècies diferents. Per tant, o bé no s’obtindria descendència (que és el

més probable al tractar-se d’espècies allunyades filogenèticament) o bé s’obtindrien híbrids no viables o estèrils.

[1 punt] repartit segons:

- 0,2 punts per dir que no és possible perquè són espècies diferents

- 0,4 punts per dir que això significa que no poden tenir descendents

- 0,4 punts per dir que si hi ha descendents seran híbrids inviables o estèrils

2) Tot i que es tracta d’espècies sense un lligam evolutiu directe, el tigre de Tasmània i el tigre de Bengala presenten

diverses semblances anatòmiques (forma del cos, pelatge, dentició, etc.). Expliqueu els mecanismes evolutius que

poden haver originat aquestes semblances. [1 punt]

Resposta model:

Les dues espècies tenien un règim alimentari i comportament semblant: carnívors i depredadors. Per això,

la selecció natural ha actuat de forma semblant a les poblacions d’ambdues espècies, afavorint a aquells

individus amb caràcter més adient per a aquest estil de vida: dentició, estructura corporal, pelatge, etc.

Això ha donat lloc a un procés d’evolució convergent que ha determinat que els característiques d’ambdues

espècies siguin semblants.

[0,5 punts] per cadascun dels conceptes destacats amb negreta (TOTAL DE LA PREGUNTA, 1 PUNT)

- En al primer cas, cal esmentar explícitament “selecció natural”. Si no s’esmenta explícitament, la puntuació

màxima serà de 0,2 punts.

- En el segon cas, s’acceptarà com a vàlida la resposta encara que no escriguin explícitament les paraules

“evolució convergent”, sempre i quan s’expliqui la idea.

 OPCIÓ A

Sèrie 4, Pregunta 3A

2) Els investigadors van estudiar la manera en què aquesta infecció fúngica afecta una

espècie concreta de ratpenat (Myotis lucifugus). Van observar que el fong prolifera

durant la hibernació dels ratpenats dins les coves, moment en què la seva temperatura

corporal baixa a valors compresos entre 4 °C i 7 °C i la humitat ambiental és del

90 %. [1 punt]

a) Abans d’iniciar la hibernació, aquests ratpenats emmagatzemen greixos al teixit

adipós. Quin tipus de lípid és el component principal dels greixos? Per quines

molècules està format? Mitjançant quines vies metabòliques (catabòliques) són

degradats aquests lípids per a obtenir energia?

TOTAL subpregunta a) = 0,6 punts

NOTA: A la darrera fila només cal que esmentin les vies metabòliques destacades en negreta.

També s’acceptarà cadena respiratòria com a via en comptes de fosforilació oxidativa.

Si algun alumne/a fa esment que el glicerol es degradat a la glucòlisi, continuant la seva

degradació en el cicle de Krebs es valorarà correctament però no és una part de la resposta

que tots els alumnes hagin de posar.

b) Considereu la informació següent:

— Els ratpenats acumulen 2 g de greixos en el seu teixit adipós.

— 1 g de greixos proporciona 9 kcal.

— Els ratpenats hibernen cent vint dies.

Calculeu quin és el consum diari d’energia d’aquests mamífers durant la hibernació

si al final han consumit tot el greix acumulat al teixit adipós.

2 g de greixos · 9 Kcal/g = 18 Kcal   (0,2 punts)

      18 Kcal / 120 dies = 0,15 Kcal / dia    (0,2 punts)

El consum d’energia d’aquest ratpenat durant la hibernació és de 0,15 Kcal / dia

TOTAL subapartat b) = 0,4 punts

TOTAL pregunta 2; subapartats a) + b) = 0,6 + 0,4 = 1 punt

3) A les coves Howes, a l’estat de Nova York, es va dur a terme un cens de la població de ratpenats d’una

determinada espècie que hi hibernaven durant els finals dels hiverns de 2004 a 2010. Com en altres coves,

aquesta població es va veure afectada per la infecció causada pel fong (Geomyces destructans). Els resultats

obtinguts es mostren en la taula següent: [1 punt]

a) Elaboreu una gràfica en què relacioneu el nombre de ratpenats en hibernació a les coves Howes amb el temps.

Gràfica model:

TOTAL subapartat a) = 0,4 punts, repartits segons:

            - eix ordanades correcte: 0,1 punt

            - eix abcises correcte: 0,1 punt

            - gràfic: 0,2 punts

b) Quan es va iniciar la infecció, l’any 2007, aquesta va afectar tots els ratpenats de les

coves Howes, des d’aquest moment fins que es va fer el darrer cens, l’any 2010.

Tenint en compte aquesta informació, responeu, en termes neodarwinistes, a les

preguntes següents relatives a les dades del cens:

TOTAL subapartat b) = 0,6 punts

TOTAL pregunta 3; subapartats a) + b) = 0,4 + 0,6 = 1 punt

Sèrie 4, Pregunta 4A

L’any 2008, una alumna de batxillerat va fer el seu treball de recerca sobre la fagoteràpia. La finalitat d’aquesta

tècnica és eliminar o inactivar els bacteris que provoquen infeccions en animals mitjançant l’administració de

bacteriòfags (virus que infecten bacteris).

1) Quan ho va explicar a casa seva, el seu pare li va plantejar la pregunta següent:

«Virus i bacteris? Tot això són microorganismes. No són el mateix?»

Esmenteu quatre diferències entre els virus i els bacteris. [1 punt]

Possibles diferències:

- Material genètic (en bacteris sempre DNA, i en virus pot ser DNA o RNA)

- Virus sense estructura cel·lular

Poden especificar:

·        membrana cel·lular i paret en bacteris, càpside proteica en virus

·        ribosomes en bacteris, sense ribosomes en virus

- Virus són paràsits intracel·lulars obligats, els bacteris no.

- Bacteris tenen metabolisme propi, virus no.

- Bacteris tenen capacitat de reproduir-se per ells mateixos, virus no.

- També poden fer referència a les dimensions respectives

Com diu l'enunciat, es demanen 4 diferències.

Per cada diferència correcta = [0,25 punts]

2) En un dels experiments de la recerca, l’alumna disposava de quatre tubs d’assaig amb cultius amb la

mateixa concentració d’una mateixa soca del bacteri Salmonella sp. en el mateix medi nutritiu. El

contingut de cada tub va rebre un tractament diferent, i se’n va mesurar la densitat òptica en uns intervals

de temps. La densitat òptica mesura de manera indirecta el nombre de cèŀlules que hi ha: com més cèŀlules,

més terbolesa del medi i més densitat òptica.

En la taula següent, es mostren les mesures de les densitats òptiques en funció del

temps, a partir del moment d’aplicació dels diferents tractaments. [1 punt]

a) Observeu els resultats de les mesures de les densitats òptiques del contingut del tub

tractat amb antibiòtic i del contingut del tub control. És sensible la soca de

Salmonella sp. a l’antibiòtic utilitzat en l’experiment? Justifiqueu la resposta.

Resposta model:

La densitat òptica del tub amb l’antibiòtic ha disminuït. Com la densitat òptica mesura el nombre de cèl·lules

del cultiu, una densitat òptica inferior al control indica que hi ha hagut una disminució en el nombre de

cèl·lules. Com el tractament d’aquest tub ha estat l’aplicació de l’antibiòtic, podem concloure que aquesta

soca de Salmonella sp. és sensible a l’antibiòtic utilitzat.

[0,5 punts]

b) Els resultats obtinguts a partir del mesurament dels continguts dels tubs d’assaig

tractats amb el bacteriòfag P22 de cicle lític i el bacteriòfag P22 de cicle lisogen són

força diferents. Tenint en compte les particularitats del cicle lític i del lisogen, expliqueu

la causa d’aquesta diferència.

Resposta model:

En el cicle lisogen el material genètic del bacteriòfag P22 s’integra en el material genètic

de Salmonella i aquesta situació es manté en un estat de latència. El bacteri es va

reproduint amb normalitat, per la qual cosa el nombre de cèl·lules bacterianes augmenta

amb el temps. Hi ha més cèl·lules bacterianes i la densitat òptica és superior.

En el cas del bacteriòfag P22 de cicle lític, se sintetitzen noves proteïnes víriques i

nou material genètic víric. Els nous virions resultants trenquen la cèl·lula bacteriana,

s’alliberen al medi i infecten altres bacteris del medi. El cicle es repeteix. Al cap

del temps, la quantitats de cèl·lules bacterianes en el medi disminueix i això fa que la

densitat òptica sigui inferior.
 

 [0,5 punts]

SÈRIE B

Sèrie 4, Pregunta 3B

En un treball de recerca, una alumna vol estudiar la velocitat a què les cèŀlules de teixit

muscular de granota metabolitzen la glucosa. Per fer-ho, posa una quantitat suficient

de teixit muscular en un tub d’assaig en presència d’un medi adequat ric en glucosa, i el

tapa amb un tap hermètic. Cada deu minuts mesura la quantitat de glucosa que hi ha al

medi d’incubació i la quantitat de CO2 que hi ha a l’atmosfera del tub. Després de trenta

minuts, elimina l’oxigen de l’atmosfera del tub i continua mesurant la quantitat de glucosa

que queda al medi i la quantitat de CO2 de l’atmosfera del tub. Fa aquests mesuraments cada

deu minuts durant mitja hora.

Amb els resultats de l’experiment, obté les gràfiques següents:

1) Què li passa a la concentració de CO2 quan l’alumna elimina l’oxigen de l’atmosfera

del tub d’assaig? Per què passa això? Justifiqueu la resposta utilitzant correctament els

noms de les vies metabòliques implicades. [1 punt]

- Quan treu l’oxigen, la concentració de CO₂ s’estabilitza.

[0,3 punts]

- Això és degut a què, sense oxigen, la glucosa no es pot oxidar fins a CO₂. La cadena respiratòria i el cicle de

Krebs no funcionen i per tant es produeix una fermentació làctica de la glucosa.

[0,7 punts], repartits segons:

0,2 punts per dir que sense oxigen, la glucosa no es pot oxidar fins a CO₂;

0,3 punts per dir que cadena respiratòria i el cicle de Krebs no funcionen, i

0,2 punts per dir que, per tant, es produeix una fermentació làctica de la glucosa

ATENCIÓ: és possible que algun alumne contesti “glicòlisi anaeròbica”, perquè així ho diuen molts llibre, però

és una redundància, perquè la glicòlisi sempre és anaeròbica. El cicle de Krebs no és glicòlisi. Tanmateix, si contesten

“glicòlisi anaeròbica” també es contarà bé.

2) Què li passa a la concentració de glucosa quan l’alumna elimina l’oxigen de l’atmosfera del tub d’assaig? Per què

passa això? Considereu que els requeriments energètics del teixit muscular de granota utilitzat no canvien durant tot

el temps que dura l’experiment. Justifiqueu la resposta utilitzant correctament els noms de les vies metabòliques implicades.

[1 punt]

Resposta model:

Quan treu l’oxigen, la concentració de glucosa al tub d'assaig disminueix més ràpidament. Això és degut a què per fermentació

(o bé per via anaeròbica) el rendiment energètic de la metabolització de la glucosa és molt més baix que per cicle de Krebs i

cadena respiratòria –o fosforilació exidativa, o cadena de transport d’electrons- (o bé per via aeròbica)

(aproximadament 2-3 ATP/glucosa respecte a 36-38 ATP/glucosa). [0,6 punts]. Per aquest motiu, la cèl·lula haurà de

metabolitzar molta més quantitat de glucosa per poder obtenir la mateixa quantitat d'ATP per unitat de temps [0,4 punts].

TOTAL pregunta 2): [1 punt]

3) Quan analitza en la bibliografia les vies metabòliques que poden estar relacionades

amb aquest experiment, veu que dues de les molècules que es generen durant el cicle

de Krebs i la fosforilació oxidativa són el NADH i l’ATP. Completeu la taula següent: [1 punt]

Sèrie 4, Pregunta 4B

La hipercolesterolèmia familiar és una malaltia genètica autosòmica que afecta els receptors del colesterol.

Aquests receptors, unes proteïnes situades a la membrana plasmàtica, reconeixen les lipoproteïnes que

transporten el colesterol i les fan entrar a l’interior de la cèŀlula. El mal funcionament dels receptors comporta

nivells alts de colesterol a la sang.

El primer diagnòstic de la hipercolesterolèmia familiar s’obté per mitjà d’una anàlisi

de sang. Amb una alimentació equilibrada i si no hi ha altres factors que els modifiquin,

els nivells de colesterol en els adults poden ser els següents:

Els valors per sobre dels 250 mg· dL–1 en els homes i dels 175 mg· dL–1 en les dones es consideren propis de la

hipercolesterolèmia.

1) El colesterol és una biomolècula lipídica. [1 punt]

a)  A quin grup de lípids pertany el colesterol?  Escriviu una de les funcions d’aquesta biomolècula.  [0,5 punts] per

aquest subapartat

b) Una dona que s’alimenta correctament i no presenta altres factors de risc es fa una

anàlisi de sang. Els resultats obtinguts són 2 × 10–3 g · cm–3 de colesterol. En funció

de les dades de la taula, es pot considerar afectada per aquesta malaltia?

Si fem un canvi d’unitats, 2·10 ^-3 g·cm^-3   és el mateix que 200 mg·dL^-1; això vol dir que probablement aquesta dona

és heterozigòtica per aquest caràcter i per tant està afectada per la malaltia.

Correcció:

 [0,1punt] per dir afectada per la malaltia;

[0,1 punt] pel pas de grams a mg

[0,1 punt] pas de cm³ a dL

[0,1 punt]  resultat numèric correcte

[0,1 punt] per dir heterozigot.

TOTAL d’aquest subapartat;  [0,5 punt]

2) La hipercolesterolèmia familiar és deguda a la mutació d’un gen del cromosoma 19.

Pel que fa als nivells de colesterol en la sang que es mostren en la taula anterior, quin

tipus de relació (dominància, codominància o herència intermèdia) s’esdevé entre

l’aŀlel normal i el de la hipercolesterolèmia familiar? Justifiqueu la resposta. [1 punt]