Biologia 2n Batx 09-10 examen 1 - Institut Guindàvols

Generalitat de Catalunya
Departament d’Educació
Institut d’Educació Secundària i Superior
d’Ensenyaments Professionals
Guindàvols
Departament de Ciències Experimentals
Curs 09­10 1a AVALUACIÓ Data 23­10­09
Examen – 1 CORRECCIÓ
BIOLOGIA: Biologia molecular, Biologia cel∙lular, Metabolisme
Nom: Curs: 2n Batx.
Qualificació
1. [2,5 punts] En Jordi Mas i en Víctor Lara van estudiar en el seus treballs de recerca
com influïa la intensitat de llum i la concentració de CO2 en la fotosíntesi. Les dades que
van obtenir es mostren en els següents gràfics:
Gràfic 1 – Experiment Jordi Gràfic 2 – Experiment Víctor
1.1. (1 punt)
a. (0,5 punts) Per què mesuren la quantitat d’O2 si el que volem saber és la
intensitat de la fotosíntesi (taxa fotosintètica)? Com podem veure en l’equació
general de la fotosíntesi, l’oxigen és un dels productes d’aquest procés i per
tant si mesurem l’increment d’aquest tindrem una mesura de la intensitat de la
fotosíntesi. A partir d’aquesta dada podrem calcular la quantitat de matèria
orgànica produïda per unitat de temps (taxa fotosintètica mg d’O2/minut) i la
producció neta i bruta. Això també ho podríem fer mesurant la quantitat de CO2
consumit.
b. (0,5 punts) Quines són les variables independents i dependents de cada
experiment?
Experiment 1 (Jordi) LLum
Experiment 2 ( Víctor) Concentració de CO2
variable independent variable dependent
Intensitat de la fotosíntesi
Taxa fotosintètica
(mg d’O2/minut)
Intensitat de la fotosíntesi
Taxa fotosintètica
(mg d’O2/minut)

1.2. (0,5 punts) Comenta les dades obtingudes en el gràfic del CO2 i justifica­les tenint
en compte la equació general de la fotosíntesi. El CO2 és un dels substrats de la
fase fosca de la fotosíntesi. En el gràfic veiem que a mesura que augment la
quantitat de CO2, augmenta la intensitat fotosintètica, però no de forma lineal ja que
l’increment cada cop es menor, fins que a concentracions de 5 % de mg CO2 ja
pràcticament no es produiria augment de l’activitat fotosintètica.
Això pot ser degut a dos hipòtesis:
que els enzim de la fase fosca (sobre tot el rubisco) no poden fixar més CO2
malgrat que en disposem de més com a substrat.
que la quantitat d’ATP i NADPH produïda en la fase lluminosa de la fotosíntesi
no permet que la fase fosca funcioni més ràpidament.
1.3. (1 punt) Les dades obtingudes en l’experiment que fa referència a la llum tenen que
veure amb el fotons captats en la fase lluminosa de la fotosíntesis. Amb l’ajut del
següent esquema explica la fase lluminosa acíclica. Abans de fer­ho posa els noms
que manquen. A la part il∙luminada de la fulla es desencadena la fase fotoquímica o
lumínica de la fotosíntesi. L'alumne haurà d'explicar els processos que
s’esdevenen en aquesta fase, quins elements intervenen i quins són els productes
obtinguts, parlar dels fotosistemes, esmentar el procés de fotòlisi de l'aigua, i parlar
dels productes que s'originen a la fase lumínica: NADPH i ATP.
2. [2 punts] La farinera borda (Amanita phalloides) és un bolet
comú als alzinars mediterranis, i és responsable d’algunes
morts per intoxicació. La seva toxicitat és causada per dos
pèptids, un dels quals, anomenat amanitina, inhibeix la RNA­
polimerasa.
2.1. (1 punt) En l’esquema següent, quin procés queda bloquejat per l’acció de
l’amanitina?
Digueu com s’anomena i expliqueu en què consisteix.

Número del procés
que queda bloquejat
Nom del procés Transcripció del DNA
En què consisteix?
1
Durant la transcripció del DNA es sintetitza una molècula
de RNA, anomenat missatger, que és complementari del
fragment de DNA que porta la informació d’una
determinada proteïna. Posteriorment aquesta molècula
aportarà la informació necessària per a la síntesi de
proteïnes als ribosomes.
2.2. (0,5 punts) Les persones intoxicades amb la farinera borda pateixen greus lesions
al fetge i als ronyons, a causa de la mort de bona part de les cèl∙lules d’aquests
òrgans pel deteriorament progressiu de la seva activitat metabòlica. Per què
l’amanitina produeix aquests efectes? Expliqueu­ho raonadament. Al bloquejar­se
tota la síntesi proteica les cèl∙lules no poden fabricar les proteïnes que necessiten
com a enzims, proteïnes estructurals, etc. Aquest fet provoca el deteriorament
progressiu de les seves funcions i activitats.
2.3. (1 punt) L’amanitina és un pèptid format per vuit aminoàcids. La seqüència
següent correspon a sis d’aquests aminoàcids:
aspartat (Asp) ­ cisteïna (Cys) ­ glicina (Gly) ­ isoleucina (Ile) ­ glicina (Gly) ­ triptòfan (Trp)
a. (0,5 punts) Utilitzant la taula següent del codi genètic, completeu les
seqüències dels fragments de mRNA i de DNA del bolet que codifiquen
aquesta part de l’amanitina.

Pèptid Asp Cys Gly Ile Gly Trp
mRNA 5′­GAU UGU GGA AUU GGU UGG­3′
DNA 3′­CTA ACA CCT TAA CCA ACC­5
b. (0,5 punts) En una variant de farinera borda, l’últim nucleòtid de la seqüència
del seu DNA no és una citosina (C) sinó una timina (T). Com s’anomenen
aquests canvis en el DNA? Quin efecte tindran en el pèptid de l’amanitina?
Nom dels canvis en el
Mutacions.
DNA
Efecte en el pèptid
de l’amanitina
El pèptid serà diferent ja que tindrà un aminoàcid menys,
com a mínim. El canvi del darrer triplet de ACC a ACT
farà que el triplet corresponent de l’mRNA sigui UGA, el
qual no codifica cap aminoàcid sinó que comporta
l’aturada del procés. Per això, l’amanitina mutant deixaria
de tenir triptòfan.
Per a aquesta causa, probablement el nou pèptid deixi de
ser funcional.
3. La cel∙lulosa és una de les matèries primeres usades per a l’obtenció de bioetanol. Per
a degradar aquest polisacàrid a molècules de glucosa, el monòmer constitutiu de la
cel∙lulosa, s’utilitzen fongs de l’espècie Trichoderma reesei modificats genèticament que
produeixen grans quantitats d’una substància anomenada cel∙lulasa. (Atenció, no
confongueu la «cel∙lulosa» amb la «cel∙lulasa».)
En l’esquema següent es mostra el procés d’obtenció del bioetanol a partir de restes
vegetals:

3.1. (1,5 punts) Responeu a les qüestions següents:
a. (0,5 punts) Quin tipus de substància és la cel∙lulasa? La cel∙lulasa és un enzim.
Quina funció biològica té la cel∙lulasa per al fong Trichoderma reesei? Al fong
Trichoderma reesei li serveix per obtenir glucosa a partir de la degradació de la
cel∙lulosa de la qual es nodreix.
b. (1 punt) Per a obtenir l’etanol a partir de la glucosa s’utilitzen grans tancs amb
llevats del gènere Saccharomyces.
• Com s’anomena el procés metabòlic que duen a terme aquests llevats?
fermentació alcohòlica
• Feu un esquema de les vies metabòliques que intervenen.
Glucolisi
Àcid pirúvic
o piruvat
• Quin és el balanç energètic? 2 ATPs
fermentació
alcohòlica
Etanol
3.2. (0,5 punts) Els vehicles que usen bioetanol emeten diòxid de carboni i vapor
d’aigua, com els vehicles que utilitzen combustibles convencionals, però això no
provoca un augment de la quantitat de diòxid de carboni a l’atmosfera. Justifiqueu
aquesta afirmació tenint en compte els esquemes anteriors. Hi ha un clar argument
a favor de que els biocombustibles vegetals no augmenten els nivells de diòxid de
carboni atmosfèric: cada molècula d’aquest gas alliberada en la seva combustió
havia estat prèviament captada de l’atmosfera per la planta durant el procés de
fotosíntesi. El balanç net dels dos processos és, per tant, zero. Però la utilització de
biocombustibles no és neutra. Això és així perquè cal una forta despesa d’energia
per produir bioetanol i aquesta energia prové, majoritàriament, dels combustibles
fòssils. Això és, si més no, el que opina Hatmunt Michel, premi Nobel de Química
l’any 1988 pels seus estudis sobre la fotosíntesi.

4. [3,5 punts] Els óssos bruns, tot i que són omnívors, ingereixen un 85% d’aliments
d’origen vegetal. Al final de la primavera i a l’estiu, s’alimenten preferentment de fruits,
com ara els gerds o les móres. Tan aviat com perceben que s’acosta l’hivern, comencen
a alimentar­se durant gairebé vint hores diàries, ingerint tubercles i fruits secs, com ara
les glans o les castanyes. Aquest canvi en els hàbits alimentaris els permet acumular
les reserves que aniran consumint els mesos d’hivernació.
4.1. (1 punt) Tant els tubercles com les glans i les castanyes són molt més rics en
polisacàrids que no pas en triacilglicèrids. Tot i això, a la tardor els óssos bruns
augmenten força de pes a causa de l’acumulació de triacilglicèrids en el teixit
adipós.
a. (0,6 punts) En l’esquema següent es representa el procés de conversió dels
polisacàrids de la dieta en triacilglicèrids. Completeu la taula de sota
anomenant el metabòlit i el procés que corresponen a cada lletra i a cada
número, respectivament.
A Glucosa
Metabòlits
B Acetil­CoA
C Àcid Gras (o bé àc. palmític)
1 Digestió
Procés
2 Glucòlisi
3 Esterificació o Síntesi de triacilglicèrids
b. (0,4 punts) El fet que la major part de l’energia de reserva s’acumuli en forma
de triacilglicèrids és molt avantatjós per als animals que hivernen. Expliqueu
raonadament el motiu d’aquest avantatge. Hi ha dues raons bàsiques: La
hidròlisi d’un gram de triacilglicèrids proporciona 9,1 kcal. En canvi, la hidròlisi
d’un gram de polisacàrid només en proporciona 4,3. Per tant, per aconseguir la
mateixa reserva energètica en forma de polisacàrids, un animal hauria de
duplicar la massa dels teixits dedicats a acumular reserves, la qual cosa és un
desavantatge evident.
D’altra banda, els triacilglicèrids es poden emmagatzemar en força menys
espai que una quantitat equivalent de glicogen (es necessita molta menys
aigua per emmagatzemar un gram de greix que un de glicogen).

4.2. (1 punt) Estudis experimentals han demostrat que els óssos que hivernen només
utilitzen triacilglicèrids com a font d’energia.
a. (0,5 punts) Utilitzeu els coneixements que teniu sobre catabolisme per a
justificar si l’afirmació següent és correcta o no: «El rendiment energètic d’una
molècula d’àcid gras és molt superior al d’una molècula de glucosa».
L’afirmació és, en efecte, correcte. Els àcids grassos es degraden a través del
procés de la beta­oxidació. La glucosa, en canvi, ho fa a través del procés de la
glucòlisi. En condicions aeròbies, tant en una via metabòlica com en l’altra, els
productes finals es converteixen en acetil­CoA, la molècula que connecta
aquestes vies amb el cicle de Krebs i la cadena respiratòria. A partir de cada
acetil­CoA s’obtenen, aproximadament, 12 ATP. Ara bé, per cada glucosa
s’originen només dues molècules d’acetil­CoA, mentre que per cada molècula
d’àcid gras se n’obtenen tantes com la meitat del nombre de carbonis que
conté. Conseqüentment, el nombre d’ATP que s’obtindran a partir d’un àcid
gras serà notablement superior. També s’obtenen molts altres NADH pel camí,
a cada volta de la beta­oxidació, i també a la glucòlisi.
També poden dir que un àcid gras té els carbonis més reduïts (CH2) que una
glucosa ( ­CHOH), per la qual cosa es podrà oxidar més, donant més energia.
b. (0,5 punts) L’aigua és del tot indispensable per a la vida. En els mesos
d’hibernació, els óssos bruns no en beuen gens ni mica, ja que l’obtenen del
metabolisme. Quina via metabòlica genera com a producte final l’aigua que els
óssos bruns necessiten durant la hibernació? L’aigua que l’ós bru necessita per
subsistir, s’obté a la cadena respiratòria a partir de l’oxidació dels coenzims
reduïts (NADH i FADH2) que s’originen tant en el procés de la beta­oxidació
com en el cicle de Krebs.
4.3. (0,5 punts) Identifiqueu l’orgànul que es presenten a continuació. Anomeneu
cadascuna de les seves parts.
Orgànul MITOCONDRI
1 Membrana externa
2 Membrana interna
3 Espai intermembranós
4 Matriu mitocondrial
5 Crestes mitocondrials

4.4. (0,5 punts) Si prenguéssim mostres de teixit muscular de les cames d’un corredor
de marató i les comparéssim amb mostres d’epidermis de ceba, quina mostra
esperaríeu que tingués una densitat de mitocondris més gran? Per què? La funció
dels mitocondris és realitzar la respiració cel∙lular aeròbica per reaccions d'oxidació,
i producció d'energia en forma d'ATP. Com major sigui el requeriment energètic
d'un òrgan o teixit, més quantitat de mitocondris haurà de tenir a les seves cèl∙lules.
Per tant, les cèl∙lules dels músculs de les cames d'un corredor de marató (les quals,
a més, fan un exercici típicament aeròbic) tindran molta més quantitat de
mitocondris que les de qualsevol teixit vegetal.
4.5. (0,5 punts) El text següent és un fragment adaptat d'un article aparegut al diari El
País el juliol de 1999.
S'ha desxifrat el genoma de Rickettsia prowazekii, bacteri causant d'un tipus de
tifus, i s'ha pogut comprovar que d'una rickèttsia primitiva van derivar els actuals
orgànuls productors d'ATP de les cèl∙lules eucariotes.
Justifiqueu a quin orgànul cel∙lular es refereix el text i expliqueu almenys un parell de
semblances que poden tenir aquests orgànuls amb els bacteris actuals.
El text s'està referint als mitocondris, que són els orgànuls implicats amb els
processos energètics e les cèl∙lules. Entre les semblances entre els bacteris
actuals i els mitocondris poden esmentar­se entre altres):
la mida i la forma;
la presència de DNA propi i ribosomes;
els replegaments de les membranes (crestes als mitocondris, mesosomes
als bacteris).
La teoria endosimbiont de Lynn Margulis afirma que els mitocondris eren bacteris
aerobis que van fer simbiosi amb cèl∙lules eucariotes anaeròbies primitives.