Selectividad "Fisiología celular"
El retículo endoplasmático es un complejo sistema de sáculos y túbulos aplanados conectados entre sí, que delimitan un espacio interno. Hay dos tipos: retículo endoplasmático rugoso (RER) y retículo endoplasmático liso (REL).
- El RER está constituidos por un sistema de cisternas aplanadas con ribosomas adheridos a la cara citoplasmática de su membrana, su membrana presenta un espesor de 7nm y es más fluida que la membrana plasmática. Sus funciones son la síntesis y/o la modificación de proteínas y almacenamiento de proteínas.
- El REL está formado por un sistema de túbulos membranosos no asociados a ribosomas e interconectados entre sí. Sus funciones son la síntesis de lípidos y derivados lipídicos, la detoxificación, el almacén de calcio para la contracción muscular y el metabolismo de los carbohidratos.
2. Nombre y describa los mecanismos celulares por los que pueden penetrar en una célula: Na+, O2 y una bacteria.
El Na+ penetra en la célula gracias a una función de la membrana llamada transporte activo, este permite pasar a las moléculas de mayor tamaño y a los iones en contra del gradiente electroquímico. Este mecanismo consume energía.
El O2 puede penetrar en la célula gracias a otro mecanismo celular llamado transporte pasivo mediante una difusión simple.
Una bacteria puede penetrar la membrana gracias a fagocitosis o pinocitosis.
3.¿Cuál es el origen de la variabilidad genética que se genera durante la producción de gametos en organismos diploides?. Explíquelo detalladamente.
El origen de la variabilidad genética se debe a las distintas posibilidades de reparto en la segregación de los cromosomas parentales que tiene lugar durante la primera división meiótica, los cromosomas homólogos se emparejan y posteriormente se separan para dar lugar a dos núcleos hijos que contendrán un cromosoma de cada par de homólogos. También se debe a la recombinación y el intercambio de información genética producidos en la profase meiótica I donde tiene lugar el entrecruzamiento entre crométidas no hermanas.
4. Describa la estructura de la mitocondria ilustrándola con un dibujo. Describa los procesos que tienen lugar en ella.
Los procesos que en ella se llevan a cabo, es la de actuar como central energética de la célula, en su interior se realiza el catabolismo aerobio que es continuación del catabolismo anaerobio, produciéndose una oxidación completa en presencia de oxigeno; y la respiración celular.
5. Análisis e interpretación de imágenes:
a)Indique la estructura celular señalada por cada una de las flechas y describa la función que realiza la estructura señalada con el número 5.
La estructuras celulares número:
1. es una Mitocondria.2. es un Aparato de Golgi.
3. es el Hialoplasma.
4. es el Núcleo.
5. es la Membrana celular, su función es delimitar el entorno de de la célula con el interior celular además es impermeable.
b) ¿El esquema corresponde a una célula animal o vegetal? Justifique la respuesta.
Parece una célula animal ya que no posee un orgánulo de cloroplasto además de que no parece poseer pared celular
6. Indique qué es la mitosis y su significado biológico. Explique las diferentes fases de la mitosis.
La mitosis es el proceso de división nuclear y su significado biológico porque supone el reparto de la información genética completa, previamente replicada, a los dos núcleos hijos. La mitosis tiene 4 fases: profase, metafase, anafase y telofase.
-Profase se condensa la cromatina, los cromosomas emigran a la periferia nuclear, desaparece progresivamente el nucléolo y comienza la formación del huso mitótico.
-Metafase, los cromosomas, en su máximo grado de condensación, se disponen en el plano eucatorial del huso mitótico.
-Anafase, las cromatidas hermanas de cada cromosoma se separan por el centrómero y comienzan a migrar hacia polos opuestos por el acortamiento progresivo de los microtúbulos cinetocóricos.
-Telofase, desaparecen los microtúbulos cinetocóricos, se produce la descondensación progresiva de los cromosomas y se forma de nuevo la envoltura nuclear.
7.-Defina los conceptos de: replicación, transcripción y traducción. ¿En qué parte de la célula procariota y eucariota tiene lugar estas funciones celulares?. Describa cómo se lleva a cabo la transcripción.
-Replicación, es el proceso por el cual el ADN se copia para poder ser transmitido a nuevos individuos.
-Transcripción, es el proceso de copia de un gen o fragmento de ADN utilizando ribonucléotidos y originándose diferentes tipos de ARN.
-Traducción, es el proceso de síntesis de proteínas llevado a cabo en los ribosomas, a partir de la información aportada por el ARN mensajero que es, a su vez, una copia de un gen.
En las células procariotas tiene lugar en el citoplasma y en las células eucariotas en el núcleo.
Transcripción, las ARN polimerasas se fijan a ciertas regiones promotoras del ADN, donde hay mucha timina y adenina. Desenrollan una vuelta de hélice y utiliza una cadena de ADN como molde para formar una cadena de ARN complementaria. Al avanzar desenrolla otra vuelta de hélice y la anterior se vuelve a enrollar. Los ribonucleótidos se añaden en sentido 5'←3', cuando se han unido los primeros 30 ribonucleótidos, se añade al extremo 5' una caperuza formada por 7-metilguanosina trifosfato. Esto se hace para que el ribosoma reconozca el comienzo del gen. La secuencia en el ADN (TTATTT) indica el final de la transcripción. A continuación, sobre el extremo 3' del ARN recién sintetizado se añaden unos 200 ribonucleótidos de adenina (cola poli-A) por acción de la enzima polimerasa. Se transcribe todos los exones e intrones. El ARN mensajero no puede ser traducido directamente, necesita maduración para eliminar los intrones. La maduración es realizada por las ribonucleoproteínas pequeñas nucleares (RNPpn). Los RNPpn están formados de proteínas y de ARN, el ARN es complementario con las secuencias iniciales y finales de los intrones a los que se une cortándolos. La ligasa une a los exones y se obtiene el ARNm definitivo que se traduce en una proteína.
8. Las células vegetales tienen cloroplastos y mitocondrias. Teniendo en cuenta que los cloroplastos generan energía, ¿para que necesitan las mitocondrias? Razone la respuesta.
Por que en ellas se realiza el metabolismo respiratorio aerobio, cuya finalidad es la obtención de energía. Ambos orgánulos se relacionan con la obtención de energía mediante los procesos de respiración y fotosíntesis. Están rodeados por una membrana doble.
9. Explique las diferencias entre nutrición autótrofa y heterótrofa. Indique qué orgánulos están implicados y por qué. Describa la estructura de estos orgánulos.
-Los organismo Autótrofos producen su propio alimento, tienen células con cloroplastos que realizan la fotosíntesis, requieren energía lumínica o química, son organismo productores y llevan a cabo reacciones anabólicas
-Las organismos heterótrofos No producen su propio alimento, requieren energía química, llevan a cabo reacciones catabólicas, son consumidores y no poseen cloroplastos.
10. A la vista de los esquemas responda razonadamente a las siguientes preguntas:
a) Los esquemas 1 y 2 representan dos formas distintas de transporte a través de la membrana: identifíquelas y descríbalas.
El esquema 1 representa transporte pasivo por difusión facilitada, las moléculas de mayor tamaño o los iones pasan a favor de gradiente electroquímico a través de proteínas transmembrales, cuando se une al ligando se produce un cambio de estructura que le hace girar en la membrana y suelta el ligando.
El esquema 2 representa transporte pasivo por difusión simple, las moléculas atraviesan directamente la membrana, forman canales acuosos para el agua o ionoforos para los iones.
b) Describa la composición química de la membrana plasmática.
La
composición química de la membrana plasmática es del 40% de lípidos y
el 60% de proteínas. Los lípidos están formados por fosfolípidos,
glucolípidos y colesterol. Las proteínas están formadas por proteínas
intrínsecas o integrales y proteínas extrínsecas o periféricas. en la
membrana plasmática también podemos encontrar oligosacáridos que están
combinados con glucolípidos y glucoproteínas.
11. Enumere tres principios de la Teoría Celular. Exponga la Teoría Endosimbiótica del origen evolutivo de la célula eucariota. Cite tres diferencias entre el material genético de una célula procariota y una célula eucariota.
La teoría celular tiene tres principios:
-La célula es la unidad anatómica y fisiológica de los seres vivos.
-Las células son capaces de realizar las funciones vitales independientemente, es decir, son autónomas.
-La célula se reproduce por sí misma y toda célula posee de otra anterior.
La teoría endosimbiótica dice que las primeras células eucariotas surgieron de la fusión entre dos células procariotas, que originó el núcleo celular y sistemas membranosos simples. Esta célula eucariota primitiva adquirió la capacidad de fagocitar a otras células que podían contribuir en su crecimiento y a la colonización de una mayor diversidad de ambientes. El endosimbionte pasó a depender obligatoriamente de la célula hospedadora, transfirió a ésta la información genética esencial para su independencia y se convirtió en un orgánulo celular, así surgieron las mitocondrias y los cloroplastos.
En las células procariotas, el material genético (DNA) se encuentra libre en el citoplasma sin ninguna estructura que lo delimite, es decir, se halla difuso. Las células eucariotas son aquellas que poseen un núcleo celular delimitado por una doble membrana.
12. A continuación, se muestra una célula con dos pares de cromosomas en proceso de división. Responda a las siguientes cuestiones:
Corresponde a la división meiótica porque la división del núcleo celular origina cuatro núcleos haploides a partir de un núcleo diploide.
Se muestra la metafase I y la anafase I. En la metafase I las parejas de cromosomas homólogos se disponen en el plano ecuatorial y en la anafase I se separan las parejas de cromosomas homólogos y cada uno de los cromosomas emigra hacia uno de los polos.
b) ¿En qué se parecen y en qué se diferencian: dos cromosomas homólogos; dos cromosomas heterólogos; dos cromátidas cualesquiera; dos cromátidas hermanas?
Dos cromosomas homólogos, tienen los mismos genes pero no la misma información genética.
Dos cromosomas heterólogos, no son iguales.
Dos cromátidas cualesquiera, son distintas.
Dos cromátidas hermanas, son idénticas.
13. Exponga la hipótesis que existe sobre el origen de la célula eucariota. Describa los componentes estructurales del núcleo interfásico.
La teoría endosimbiótica dice que las primeras células eucariotas surgieron probablemente de la fusión entre dos células procariotas, que originó el nucleo celular y sistemas membranosos muy simples. Este eucariota primitivo adquirió la capacidad de fagocitar otras células que podían contribuir a su crecimiento y a la colonización de una mayor diversidad de ambientes. El endosimbionte pasó a depender obligatoriamente de la célula hospedadora, transfirió a esta la información genética esencial para su independencia y se convirtió en un orgánulo celular. Así surgieron las mitocondrias y los cloroplastos.
El núcleo interfásico se compone de:
-Envoltura nuclear, está constituida por una doble membrana, la membrana nuclear externa y la membrana nuclear interna, separadas por un espacio perinuclear que oscila entre 20nm y 40 nm.
-Cromatina, está compuesta por ADN asociado principalmente a un tipo de proteínas básicas, las histonas.
-Nucléolo, está constituido por proteínas y ácidos nucleicos e interviene activamente en la transcripción de ARNr.
-Nucleoplasma, es el medio interno acuoso donde se encuentran inmersos los demás componentes nucleares.
14. ¿Qué son los lisosomas? Describa detalladamente los procesos en los que participan. ¿Qué son los peroxisomas y cual es su función? ¿Qué son las vacuolas y para qué las utilizan las células?
Los lisosomas son pequeñas vesículas que contienen una gran variedad de enzimas hidrolíticas implicadas en los procesos de digestión celular.
La principal función de los lisosomas es la digestión celular. Ésta consiste en descomponer moléculas complejas en moléculas más simples y puede ser de dos tipos:
-Intracelular: Los sustratos a digerir pueden ser:
*externos: heterofagia: es una función de nutrición o también de defensa frente a las infecciones (los leucocitos fagocitan bacterias), de limpieza (los macrófagos fagocitan restos), de reabsorción, de destrucción de sustancias, etc.
*internos: autofagia: el sustrato es un constituyente celular (porciones de otros orgánulos, vacuolas,...). Además de renovar los orgánulos citoplasmáticos, los lisosomas intervienen en el desarrollo y remodelación de los tejidos durante la diferenciación embrionaria.
-Extracelular: en ella los lisosomas vierten su contenido al exterior de la célula por exocitosis.
Los peroxisomas constituyen vesículas delimitadas por una membrana, con forma esférica y un diámetro variable (0,3 µm-1,5 µm). Su función esta implicada en reacciones de oxidación y detoxificación.
Las vacuolas son orgánulos citoplasmáticos rodeados de membrana con un elevado contenido hídrico y funciones diversas. Las células las utilizan como almacenamiento de varias sustancias, mantenimiento de la turgencia celular y digestión celular.
16. Indique qué es el citoesqueleto. Describa los elementos del mismo y las funciones que desempeñan relacionándolas con el elemento correspondiente.
El citoesqueleto es un conjunto de filamentos proteicos que forman elementos y redes complejas. Los filamentos proteicos son:
-Microfilamentos, tienen un diámetro de 4 nm, están formados de actina que es una proteína globular que polimeriza en dos hebras helicoidales. Su función es la contracción muscular.
-Filamentos intermedios, tienen un diámetro de entre 8-10 nm, son muy estables y abundantes en las células animales. Varían en cada tipo celular pueden ser: neurofibrillas o filamentos de queratina. Su función es estructural.
-Microtúbulos, tienen un diámetro de 25 nm, están formados de una proteína globular que se llama tubulina. Su función es el mantenimiento de la forma.
17. Describa los acontecimientos celulares más relevantes de la profase I de la meiosis. Exponga las consecuencias genéticas y evolutivas de la profase I meiótica.
Los acontecimientos celulares más relevantes de la profase I de la meiosis son:
- La cromatina se espiraliza y se transforma en cromosomas que están compuestos por dos cromátidas hermanas.
- Se produce un apareamiento longitudinal de los cromosomas homólogos formando una estructura denominada bivalente.
- Se produce el sobrecruzamiento donde las cromátidas de los cromosomas homólogos intercambian fragmentos de material cromosómico.
- Hay un traspaso de genes entre ambos cromosomas. Los puntos donde tiene lugar los intercambios se denominan quiasmas.
- Al final desaparece la membrana nuclear y los bivalentes se hallan libres en el citoplasma.
Las consecuencias genéticas y evolutivas de la profase I meiótica son que los cromosomas homólogos se emparejan y luego se separan para dar lugar a dos núcleos hijos. El reparto de los cromosomas de cada par de homólogos ocurre al azar, lo cual contribuye a la variabilidad genética de los gametos.
18. Explique los fenómenos de difusión y transporte de moléculas a través de la membrana plasmática. Defina los términos: endocitosis, pinocitosis, fagocitosis y exocitosis.
Los fenómenos de difusión y transporte de moléculas a través de la membrana plasmática son transporte pasivo, por difusión simple y difusión facilitada y transporte activo.
Difusión simple, las moléculas atraviesan directamente la membrana, forman canales acuosos para el agua o ionoforos para los iones.
Difusión facilitada, las moléculas de mayor tamaño o los iones pasan a favor de gradiente electroquímico a través de proteínas transmembrales, cuando se une al ligando se produce un cambio de estructura que le hace girar en la membrana y suelta el ligando.
Transporte activo, las moléculas de mayor tamaño o los iones pasan en contra de gradiente electroquímico a través de proteínas transmembrales, cuando se une al ligando se produce un cambio de estructura que le hace girar en la membrana y suelta el ligando.
Endocitosis: es un proceso celular, por el que la célula introduce moléculas grandes o partículas, y lo hace englobándolas en una invaginación de la membrana citoplasmática, formando una vesícula que termina por desprenderse de la membrana para incorporarse al citoplasma.
Pinocitosis: es un proceso biológico, que permite a determinadas células y organismos unicelulares, obtener líquidos orgánicos del exterior para ingresar nutrientes o para otra función.
Fagocitosis: es un mecanismo específico por el cual algunas células rodean con su membrana citoplasmática a un antígeno y lo introducen al interior celular.
Exocitosis: es el proceso celular por el cual las vesículas situadas en el citoplasma se fusionan con la membrana citoplasmática y liberan su contenido.
19. Describa y dibuje qué se observaría en una célula con 2n=6 cromosomas durante la metafase I de la meiosis y durante la anafase II.
En la metafase I de la meiosis, los pares de cromosomas se acomodan en la placa de la metafase y se unen al ya formado huso miótico.
En la anafase II , los centrómeros se separan y las cromátidas hijas- ahora cromosomas individuales- se mueven hacia los polos opuestos de la célula.
21. Describa la estructura de un cloroplasto e ilústrela con un dibujo. Explique la fase no dependiente de la luz de la fotosíntesis.
La estructura del cloroplasto se compone de:
- Envoltura, tanto la membrana plastidial externa como la interna poseen una estructura continua y delimitan completamente el cloroplasto. Ambas están separadas por el espacio intermembranoso y presentan una proporción lípidos/proteínas semejante a la del retículo endoplásmico.
- Estroma, es la matriz del cloroplasto, delimitada por la membrana plastidial interna. el estroma contiene ADN plastidial, ribosomas 70 s, gránulos de almidón, inclusiones lipídicas y proteínas.
- Tilacoides y grana, se encuentran en el interior del estroma, las tilacoides son una serie de vesículas membranosas que se disponen paralelamente al eje mayor del cloroplasto. Los grana son tilacoides apilados formando grupos.
22. A la vista de la imagen, conteste a las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué proceso celular representa?. ¿Cuáles son los componentes celulares indicados con los números 1, 2 y 4?. Enuncie la función que realiza cada uno de ellos en este proceso.
El proceso celular que representa es el transporte y secreción de proteínas y lípidos.
1- núcleo, su función es la de realizar la transcripción.
2- retículo endoplasmático rugoso, su función es la síntesis y transporte de proteínas.
4- vesículas de secreción, su función es la del transporte de moléculas.
b) Describa detalladamente dos funciones del componente número 3.
El componente 3 es el aparato de Golgi. Dos de sus funciones sería:
- maduración de proteínas, algunas de las proteínas procedentes del RER sufren una proteolisis específica en el aparato de Golgi que las transforma en su forma activa.
- glicosilación de lípidos y proteínas, las proteínas y los lípidos que se transportan a través del aparato de Golgi se unen a determinados oligosacáridos, oligopéptidos o grupos fosfato para asegurar su transporte y la unión al orgánulo adecuado o a la membrana celular
23. Explique la composición química, estructura y dos funciones de los centríolos e indique su localización.
Los centríolos se componen de microtúbulos que tienen un diámetro de 25 nm que están formados de una proteína globular llamada tubulina. Su estructura está formada por dos cilindros que están constituidos cada uno por nueve tripletes de microtúbulos. Sus funciones son la de componentes del citoesqueleto y formación del huso acromático para la división celular. Se localizan en el citoplasma de las células animales.
24. A la vista de las gráficas, conteste a las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué proceso se representa en la gráfica A?. Explique en qué se basa para dar la respuesta. Indique razonadamente qué ocurre con el ADN a lo largo del proceso.
En la gráfica A se representa el ciclo celular.
El esquema empieza y acaba por G1, sólo hay una división y la cantidad de ADN de la célula resultante es igual a la que había en la célula madre.
A lo largo del proceso el ADN en la etapa S se duplica y se reparte entre dos células hijas en la fase M.
b) ¿Qué proceso se representa en la gráfica B?. Explique en qué se basa para dar la respuesta. Indique razonadamente qué ocurre con el ADN a lo largo del proceso.
En la gráfica B se representa la meiosis.
Hay dos divisiones consecutivas y la cantidad de ADN en la célula resultante es la mitad que en la célula madre.
A lo largo del proceso el ADN se duplica en la fase S y se reduce a la mitad en la fase M I y nuevamente en la fase M II.
25. Dada una célula 2n=6, dibuje la disposición de los cromosomas en la placa metafasica si:
a) Si el núcleo se divide por mitosis.
célula 2n=6 en mitosis
b)si lo hace por meiosis (primera y segunda división meiótica).
célula 2n=6 en metafase I de la meiosis
célula 2n=6 en metafase II de la meiosis
c) Indique dos diferencias entre los núcleos obtenidos por mitosis y por meiosis.
Las diferencias entre los núcleos obtenidos por mitosis y meiosis en el número de cromosomas o nivel de ploidia, variación o no de la información genética en los cromosomas resultantes,…
26. Señale las diferencias y semejanzas entre el REL y RER, en cuanto a su estructura, función y localización.
El R.E.R. está formado por ribosomas mientras que el R.E.L. no tiene además de que tiene forma de cisternas. La función del R.E.R. es la de encargarse de la síntesis de proteínas y el R.E.L. se encarga de la síntesis de lípidos. El R.E.R. se encuentra en los hepatocitos o en las células del páncreas y el R.E.L. es muy abundante en el músculo estriado y en el hígado.
27. Defina los lisosomas, indique su origen y composición química y describa dos funciones que realizan.
Los lisosomas son vesículas membranosas cuyo diámetro es de 0.3-0.5 µm. Lo poseen tanto las células vegetales como animales. Contienen hasta 40 enzimas digestivos procedentes del R.R.R. desprendiéndose del Aparato de Golgi.
Hay células que poseen más lisosomas que otras y son las que se alimentan de fagocitosis como por ejemplo los leucocitos. Cuando una célula posee muchos lisosomas desarrolla un orgánulo especial para sintetizarlos llamado GERL.
El lisosoma es primario cuando su función es fusionarse con otra vacuola heterofágica para que ocurra una digestión intracelular con la finalidad de: defensa contra infeccione, nutrición y regeneración celular.
Cuando se fusiona con una vacuola digestiva se convierte en el lisosoma secundario. Un tipo especial de lisosomas son los que presentan los osteoclastos. Los lisosomas están presentes en células vegetales y animales.
28. A la vista de la imagen, conteste:
a) ¿De qué orgánulo se trata? ¿Qué células lo tienen? Identifique los distintos elementos que aparecen.
Mitocondria. Las eucariotas. Membranas, matriz mitocondrial, ribosomas.
b) Describa la función principal de este orgánulo.
Actuar como central energética de la célula donde obtiene la mayor parte de la energía del ATP. En su interior se realiza el catabolismo aerobio. Esta función se realiza en la matriz mitocondrial y en la membrana mitocondrial interna.
30. Explique el concepto de recombinación genética ¿En qué tipo de células se produce y en qué etapas de la división celular tiene lugar? Discuta su importancia.
Intercambio de segmentos cromosómicos.
Células germinales; profase I meiótica
Variabilidad genética.
31. Describa la estructura, composición química y función de los ribosomas e indique su localización.
La estructura de los ribosomas consta de dos subunidades, una mayor y otra menor que se caracterizan por tener un coeficiente de sedimentación diferente. Las células eucariotas tienen ribosomas 80s y pueden encontrarse libres o asociados al retículo endoplasmático, las células procariotas tienen ribosomas 70s y se encuentran libres.
Su composición química está compuesta por ARNr y proteínas.
Su función es la misma en todas las células y consiste en la síntesis proteica que comienza cuando las subunidades ribosómicas se ensamblan y se asocian a un ARNm.
Se localizan en el hialoplasma de todas las células.
32. Describa las funciones de lo orgánulos que constituyen el sistema de endomembranas celulares. Indique las relaciones existentes entre ellos.
Los orgánulos que intervienen en el sistema de endomembranas celulares son el Aparato de Golgi, el R.E.R. y el R.E.L. Las proteínas son fabricadas en el R.E.R. y llegan hasta el R.E.L. que forma unas vesículas que contienen esas proteínas y se desprenden y fusionan con el primer saco de formación . De ahí se desprenden otras y se fusionan con los siguientes sacos repetitivamente.
De ahí, llegan a la cara de maduración y se desprenden nuevas vesículas que se denominan vesículas de secreción. Las sustancias son las mismas sustancias pero transformadas. Después de esto se fusiona con la membrana y se vierte al exterior o se guardan dentro de la célula (lisosoma).
33. Una sustancia tóxica actúa sobre las células eucariotas destruyendo todas sus nucleolos. En esta situación, las células pueden vivir durante un tiempo, pero finalmente mueren. De una explicación razonada a este hecho.
Debido a que el nucleolo está formado por proteínas y ADN ribosómico y si estos desaparecen no sería posible la transmisión de información genética de una célula a otra ya que las proteínas nunca llegarían a traducirse.
35. A la vista de la imagen, conteste:
a) ¿Qué proceso celular representa? ¿Qué acontecimientos celulares tienen lugar en G1, S y G2?
Representa las fases del ciclo celular.
G1, biosíntesis de proteínas y material celular, y reparación del ADN.
S, síntesis de histonas y replicación del ADN.
G2, preparación para la división celular.
b) Describa la etapa M.
En la etapa M tiene lugar la profase, metafase, anafase y telofase.
En la profase se condensa la cromatina, los cromosomas emigran a la periferia nuclear, desaparece progresivamente el nucléolo y comienza la formación del huso mitótico.
En la metafase, los cromosomas, en su máximo grado de condensación, se disponen en el plano eucatorial del huso mitótico.
En la anafase, las cromatidas hermanas de cada cromosoma se separan por el centrómero y comienzan a migrar hacia polos opuestos por el acortamiento progresivo de los microtúbulos cinetocóricos.
En la telofase, desaparecen los microtúbulos cinetocóricos, se produce la descondensación progresiva de los cromosomas y se forma de nuevo la envoltura nuclear.
36. Explique detalladamente la estructura y dos funciones del Aparato de Golgi.
El aparato de Golgi está constituido por un conjunto de sáculos o cisternas apilados y relacionados entre sí, los dictiosomas, rodeados de pequeñas vesículas membranosas. En los dictiosomas se distinguen dos caras:
-Cara de formación (cara cis), más próxima al núcleo de la célula y constituida por cisternas convexas conectadas con el retículo endoplásmico rugoso.
-Cara de maduración (cara trans), orientada hacia la membrana plasmática y en la cual las cisternas presentan un grosor mayor.
Dos funciones:
- maduración de proteínas, algunas de las proteínas procedentes del RER sufren una proteolisis específica en el aparato de Golgi que las transforma en su forma activa.
- glicosilación de lípidos y proteínas, las proteínas y los lípidos que se transportan a través del aparato de Golgi se unen a determinados oligosacáridos, oligopéptidos o grupos fosfato para asegurar su transporte y la unión al orgánulo adecuado o a la membrana celular.
37. Explique el significado biológico de la meiosis y cómo los procesos de recombinación genética y segregación cromosómica dan lugar a la variabilidad genética.
El significado biológico de la meiosis es la reducción cromosómica al formar los gametos lo que permite el mantenimiento del número cromosómico de la especie, con lo cual es una fuente de variabilidad que favorece la evolución.
La recombinación genética es el intercambio de segmentos cromosómicos, las cromátidas de los dos cromosomas homólogos, materno y paterno, se entrecruzan e intercambian fragmentos, como resultado de ello, las dos cromátidas de cada homólogo ya no son completamente idénticas.
38. Explique y ponga un ejemplo de los siguientes procesos: difusión simple, difusión facilitada y transporte activo.
Difusión simple, las moléculas atraviesan directamente la membrana, forman canales acuosos para el agua o ionoforos para los iones.
Ej: oxígeno, nitrógeno o el dióxido de carbono.
Difusión facilitada, las moléculas de mayor tamaño o los iones pasan a favor de gradiente electroquímico a través de proteínas transmembrales, cuando se une al ligando se produce un cambio de estructura que le hace girar en la membrana y suelta el ligando.
Ej: glucosa, iones.
Transporte activo, las moléculas de mayor tamaño o los iones pasan en contra de gradiente electroquímico a través de proteínas transmembrales, cuando se une al ligando se produce un cambio de estructura que le hace girar en la membrana y suelta el ligando.
Ej: bomba sodio-potasio.
39. Explique tres diferencias estructurales y tres funcionales entre las células eucariotas y procariotas.
Estructura:
Célula eucariota es de tamaño de 10-100 µm, el citoplasma presenta citoesqueleto y su ADN está asociado a histonas.
Célula procariota es de tamaño de 1-10 µm, el citoplasma no presenta citoesqueleto y su ADN no está asociado a histonas.
Las células eucariotas y procariotas tienen distintos tipos de nutrición, división celular y metabolismo.
40. Dibuje una célula procariota y una célula eucariota, nombrando sus componentes. Indique cinco diferencias entre ellas.
La célula animal posee centríolos mientras que la célula vegetal posee una pared celular, y cloroplastos
41. Explique cómo se genera la variabilidad genética en la reproducción sexual. ¿Cuál es la importancia de la Meiosis en la reproducción sexual?
La variabilidad genética se genera en la reproducción sexual con la recombinación genética que es el intercambio de segmentos cromosómicos, las cromátidas de los dos cromosomas homólogos, materno y paterno, se entrecruzan e intercambian fragmentos, como resultado de ello, las dos cromátidas de cada homólogo ya no son completamente idénticas.
La importancia de la Meiosis en la reproducción sexual es la fusión de dos núcleos haploides de distinta procedencia, núcleos gaméticos genéticamente diferentes, que origina un cigoto diploide con información genética distinta, producto de la recombinación de los dos núcleos parentales.
42. A la vista de la imagen conteste:
a) ¿Qué mecanismos de transporte celular representan las letras A y B?. Comente las características de cada uno de ellos, indicando el tipo de sustancias que se transportan por cada mecanismo.
La letra A representa difusión simple y la letra B difusión facilitada por proteínas de canal.
Ambos se producen a favor de gradiente electroquímico, por difusión simple se transportan sustancias liposolubles y por difusión facilitada iones y moléculas de tamaño mayor sin carga.
b) ¿En qué se diferencian estos procesos de transporte del realizado por la bomba Na+/K+?
Se diferencian en que el transporte realizado por la bomba sodio/potasio es un transporte activo que se realiza con un transportador contra gradiente que requiere un aporte energético.
43. Indique los componentes de la pared celular de vegetales. Describa la organización y función de la misma.
La pared celular de los vegetales se compone de una serie de fibras de celulosa embebidas en un entramado de polisacáridos (pectinas y hemicelulosa) y glucoproteínas con consistencia de gel.
Se organiza en capas que son:
-Lámina media, es la capa más externa y la primera que se forma después de la división celular.
-Pared primaria, se trata de una gruesa capa de estructura fibrilar, situada por debajo de la lámina media.
-Pared secundaria, es la capa más interna y se encuentra por debajo de la pared primaria en algunos tipos de células vegetales (tejidos de soporte o vasculares).
Sus funciones son: conferir rigidez y contribuir al mantenimiento de la forma celular, unir células adyacentes, posibilitar el intercambio de fluidos y la comunicación intracelular, permitir a las células vegetales vivir en el medio hipotónico de la planta, impermeabilizar la superficie vegetal en algunos tejidos y servir como barrera protectora contra el paso de agentes patógenos.
44. Describa los componentes del núcleo interfásico.
El núcleo interfásico se compone de:
-Envoltura nuclear, está constituida por una doble membrana, la membrana nuclear externa y la membrana nuclear interna, separadas por un espacio perinuclear que oscila entre 20nm y 40 nm.
-Cromatina, está compuesta por ADN asociado principalmente a un tipo de proteínas básicas, las histonas.
-Nucléolo, está constituido por proteínas y ácidos nucleicos e interviene activamente en la transcripción de ARNr.
-Nucleoplasma, es el medio interno acuoso donde se encuentran inmersos los demás componentes nucleares.
45. La semejanza entre los hijos y sus padres es explicable por dos de los siguientes procesos: replicación, transcripción, traducción, reproducción sexual. Indique cuáles. Razone la respuesta.
Los dos procesos son: replicación y reproducción sexual. En la replicación se duplica el material genético de los padres y en la reproducción sexual el ADN replicado pasa de una generación a otra.
46. Indique las principales diferencias entre el material genético de una bacteria y una célula eucariota en cuanto a su localización, estructura y componentes. Exponga las semejanzas y las diferencias en cuanto los procesos de división de ambos tipos celulares. Explique si ambos tipos celulares pueden reducir su material genético a la mitad.
En una bacteria el material genético se encuentra en el citoplasma, su estructura es circular y se compone sólo de ADN. En una célula eucariota el material genético se encuentra encerrado en el núcleo, su estructura es en forma de cromosoma y se compone de ADN más proteínas.
Las bacterias y las células eucariotan son semejantes en que las dos necesitan replicarse y en la reproducción tienen el mismo número de células resultantes, se diferencian en que la reproducción de la bacteria es por bipartición y la célula eucariota por mitosis.
Sólo pueden reducir su material genético a la mitad las células eucariotas diploides, las bacterias no porque son haploides.
47. A la vista de la siguiente imagen, conteste:
a) ¿Qué representa?. ¿Cómo se denominan las estructuras señaladas con las letras B, D, E, F, G, H, I y J?
Representa una célula eucariota vegetal.
B-retículo endoplásmico rugoso
D-pared celular
E-membrana plasmática
F-cloroplasto
G-aparato de Golgi
H-núcleo
I-citoplasma
J-mitocondria
b) ¿Qué representan las estructuras A y C? Explique una función de cada una de dichas estructuras.
A-plasmodesmo
C-vacuola
La función del plasmodesmo es la de permitir la comunicación y el intercambio de sustancias entre células adyacentes. La función de la vacuola es la de contribuir al mantenimiento de la turgencia e incrementar la superficie celular.
48. Describa la estructura de las mitocondrias e indique en qué partes de las mismas se llevan a cabo las distintas reacciones metabólicas que estas realizan.
Las mitocondrias se componen de ribosomas 70s, cresta mitocondrial, matriz mitocondrial, membrana interna, espacio intermembranoso y membrana externa.
Las reacciones metabólicas se llevan a cabo en la matriz mitocondrial y en la membrana mitocondrial.
49. Defina: ADN, nucleosoma, cromatina y cromosoma.
El ADN o ácido desoxirribonucleótido es un polímero de nucleótidos unidos por enlaces fosfodiéster. En ella encontramos la información genética necesaria para la síntesis de proteínas.
El nucleosoma es una estructura que constituye la unidad fundamental y esencial de la cromatina, que es la forma de organización de las células eucariotas.
La cromatina es un material microscópico que lleva la información del material genético de los organismos eucariotas y está constituido por ADN asociado a proteínas especiales llamados histonas.
El cromosoma es cada uno de los pequeños cuerpos en forma de bastoncillos en que se organiza la cromatina del núcleo celular durante las divisiones celulares (mitosis y meiosis).
50. Explique la profase I meiótica. Indique cómo tiene lugar la reducción cromosómica que caracteriza a la primera división meiótica.
Profase I de la meiosis:
- La cromatina se espiraliza y se transforma en cromosomas que están compuestos por dos cromátidas hermanas.
- Se produce un apareamiento longitudinal de los cromosomas homólogos formando una estructura denominada bivalente.
- Se produce el sobrecruzamiento donde las cromátidas de los cromosomas homólogos intercambian fragmentos de material cromosómico.
- Hay un traspaso de genes entre ambos cromosomas. Los puntos donde tiene lugar los intercambios se denominan quiasmas.
- Al final desaparece la membrana nuclear y los bivalentes se hallan libres en el citoplasma.
La reducción cromosómica de la primera división meiótica tiene lugar en la telofase I donde la división celular concluye con la formación de dos núcleos hijos, cada uno de los cuales contiene un juego completo de cromosomas (n).
51. Describa las funciones del Retículo Endoplasmático Liso y del Rugoso.
Las funciones del retículo endoplasmático liso son: síntesis de lípidos y derivados lipídicos, detoxificación, almacen de calcio para la contracción muscular y metabolismo de los carbohidratos.
Las funciones del retículo endoplasmático rugoso son: síntesis y/o modificación de proteína y almacenamiento de proteínas.
52. A la vista de la siguiente gráfica, conteste las siguientes preguntas:
a) Razone si la gráfica corresponde a una mitosis o a una meiosis. ¿Qué sucede en el intervalo de tiempo 2 a 3? ¿En qué fase del ciclo celular tiene lugar?
La gráfica corresponde a una mitosis ya que la cantidad de ADN se mantiene.
En el intervalo de tiempo de 2 a 3 sucede una replicación del ADN.
Tiene lugar en la fase S.
b) Explique el proceso celular que tiene lugar entre 3 y 4. ¿Qué finalidad tiene el proceso indicado en la gráfica?
El proceso celular que tiene lugar entre 3 y 4 es la fase G2, es la etapa de preparación para la división celular y en ella se llevan a cabo distintos procesos biosintéticos. El ADN empieza a condensarse y los cromosomas se hacen visibles.
Su finalidad es aumentar el número celular manteniendo constante la cantidad de ADN por célula.
53. Dibuje la estructura de un cloroplasto y explique la organización del mismo. Describa la etapa de asimilación de CO2 de la fotosíntesis.
El cloroplasto se organiza en:
-Envoltura, donde se encuentra la membrana interna, externa y el espacio intermembranoso
-Estroma, es la matriz mitocondrial y en ella se encuentran los tilacoides y los grana.
54. ¿Por qué los lípidos independientemente de su tamaño atraviesan sin dificultad las membranas celulares y las proteínas no?
Porque los lípidos, dado su carácter anfipático, se disuelven en los lípidos de la membrana y las atraviesan por difusión simple mientras que las proteínas no son anfipáticas y tienen un tamaño mayor a los lípidos con lo cual requieren de un transportador.
55. Enuncie le Teoría Celular. Indique tres diferencias existentes entre los tipos de organización celular.
Teoría celular:
-La célula es el ser vivo más pequeño y más sencillo (unidad vital).
-Todos los seres vivos están compuestos por una o más unidades vivas llamadas células (unidad anatómica o estructural).
-Cada célula posee su propia actividad vital (unidad fisiológica o funcional).
-Toda célula procede de otra preexistente (unidad de origen o genética).
Los tipos de organización celular son procariotas y eucariotas, las tres diferencias serían ausencia/presencia de núcleo, tipo de división y ausencia/presencia de orgánulos membranosos.
56. A la vista de la siguiente imagen, responda:
a) ¿Qué procesos son los señalados por las letras A, B y C? ¿Qué diferencias hay entre estos procesos? ¿Cómo se llaman los orgánulos señalados con los números 1, 2, 3 y 4?
A- pinocitosis
B- fagocitosis
C- exocitosis
La pinocitosis permite a determinadas células y organismos celulares obtener líquidos orgánicos del exterior para ingresar nutrientes o para otra función.
La fagocitosis es un mecanismo por el cual algunas células (neutrófilos y macrófagos) rodean con su membrana citoplasmática a un antígeno y lo introducen al interior celular.
La exocitosis es el proceso celular por el cual las vesículas situadas en el citoplasma se fusionan con la membrana citoplasmática y liberan su contenido.
1- vesícula lisosómica
2- vesícula pinocítica
3- fagosoma
4- gránulo de secreción
b) ¿Qué orgánulo es el señalado con el número 6? ¿Cuál es su estructura y qué funciones desempeña?
El número 6 es el aparato de golgi.
El aparato de Golgi está constituido por un conjunto de sáculos o cisternas apilados y relacionados entre sí, los dictiosomas, rodeados de pequeñas vesículas membranosas. En los dictiosomas se distinguen dos caras: cara de formación (cara cis) y cara de maduración (cara trans). Sus funciones son: modificación de proteínas sintetizadas en el RER y transporte y secreción de proteínas y lípidos.
58. De una explicación razonada al hecho de que las células vegetales presenten mitocondrias.
Las células vegetales presentan mitocondrias porque la energía que la célula necesita para realizar sus funciones vitales las obtiene de la oxidación de sustancias, función realizada por las mitocondrias, y no de la fotosíntesis.
59. Defina la meiosis.¿Cuáles son sus consecuencias biológicas? Indique cuatro diferencias entre Mitosis y Meiosis.
La Meiosis es un proceso de división celular por el que se originan cuatro células sexuales o gametos que contienen la mitad de los cromosomas que la célula inicial.
La Mitosis es otro proceso de división celular pero aquí sus células hijas contienen el mismo número de cromosomas que la madre que se llama nº diploide o 2n mientras que en la Meiosis , como he dicho, el resultado es cuatro células hijas llamadas gametos o gónadas y con la mitad de información genética o número n.
En la Meiosis se producen más divisiones que en la Mitosis.
60. Explique en qué consiste la permeabilidad selectiva de la membrana plasmática. Describa el transporte activo y las distintas modalidades de transporte pasivo.
La permeabilidad selectiva es una función de la membrana plasmática que permite elegir las moléculas que deben entrar y las que no
El transporte pasivo por difusión facilitada es el que permite entrar a moléculas grandes y/o polares. Estas moléculas necesitan la ayuda de un transportador que son proteínas de la membranas que , como todas las proteínas, son específicos de su ligando.
El transporte pasivo por difusión simple es la forma que tiene de atravesar las membranas las sustancias apolares. Como son apolares se disuelven en la membrana los lípidos que la atraviesan por difusión. Las sustancia polares no se disuelven en los lípidos por lo que utilizan las proteínas intrínsecas.
El transporte activo permite pasar a las moléculas de mayor tamaño y a los iones en contra del gradiente electroquímico. Este mecanismo consume energía.
61. Las células del páncreas tienen gran número de ribosomas, mientras que la del corazón tiene gran número de mitocondrias. Da una explicación de este hecho.
Esto es debido a que el corazón está en constante movimiento y , para ello, sus células necesitan orgánulos que aporten suficiente energía o ATP que se genera en las oxidaciones que tienen lugar en las mitocondrias mientras que las células pancreáticas secretan proteínas y éstas se sintetizan en los ribosomas.
63. En relación a la figura adjunta que representa una bacteria, responda:
a) Nombre las estructuras celulares numeradas. Indique una función desempeñada por la estructura señalada con el número 2.
1- glicocálix
2- pared celular
3- membrana plasmática
4- ADN
5- plásmido
6- ribosomas
7- flagelo
8- pilis
La función desempeñada por la pared celular es la de dar forma y rígidez.
b) ¿Por qué las bacterias no realizan la meiosis? ¿Sería aconsejable utilizar antibióticos que impidiesen la actividad de los ribosomas 70s para combatir infecciones bacterianas? Razone la respuesta.
Las bacterias no realizan la meiosis porque carecen de reproducción sexual.
No sería aconsejable, puesto que los ribosomas 70s están presentes también en las mitocondrias, por lo que se produciría una reducción de la síntesis de proteínas mitocondriales y, por tanto, una reducción de la respiración celular.
65. Describa la profase de la mitosis. Exponga las diferencias en la cariocinesis y en la citocinesis entre las células animales y las células vegetales.
En la profase se condensa la cromatina, los cromosomas emigran a la periferia nuclear, desaparece progresivamente el nucléolo y comienza la formación del huso mitótico.
La cariocinesis es la división del núcleo, en las células animales hay centríolos y en las células vegetales no hay centríolos. La citocinesis es la división del citoplasma, en las células animales es por estrangulamiento y en las células vegetales por tabicación.
66. Defina: difusión simple, difusión facilitada, transporte activo, pinocitosis y fagocitosis.
Difusión simple, las moléculas atraviesan directamente la membrana, forman canales acuosos para el agua o ionoforos para los iones.
Difusión facilitada, las moléculas de mayor tamaño o los iones pasan a favor de gradiente electroquímico a través de proteínas transmembrales, cuando se une al ligando se produce un cambio de estructura que le hace girar en la membrana y suelta el ligando.
Transporte activo, las moléculas de mayor tamaño o los iones pasan en contra de gradiente electroquímico a través de proteínas transmembrales, cuando se une al ligando se produce un cambio de estructura que le hace girar en la membrana y suelta el ligando.
Pinocitosis: es un proceso biológico, que permite a determinadas células y organismos unicelulares, obtener líquidos orgánicos del exterior para ingresar nutrientes o para otra función.
Fagocitosis: es un mecanismo específico por el cual algunas células rodean con su membrana citoplasmática a un antígeno y lo introducen al interior celular.
68. La especie humana tiene 2n=46 cromosomas. ¿Cuántos cromosomas y cuántas cromátidas por cromosoma tendrán las células en cada una de las siguientes situaciones: inicio de la interfase (G1), metafase I meiótica, profase II meiótica, gameto y zigoto?. Razone las respuestas.
En el inicio de la interfase (G1) tendrá 46 cromosomas de una cromátida porque todavía no se ha replicado.
En metafase I meiótica 46 cromosomas de dos cromátidas en esta fase se disponen en el plano ecuatorial para luego separase.
En profase II meiótica 23 cromosomas de dos cromátidas, ya se ha producido la primera división.
En un gameto 23 cromosomas de una cromátida, los gametos son haploides.
En un cigoto 46 cromosomas de una cromátida, es la unión de dos gametos con distinto origen.
69. En relación con la figura adjunta, conteste a las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué momento del ciclo celular representa cada esquema?. Ordénelos secuencialmente. Nombre todos los componentes celulares representados en el esquema C. Basándose en dos características, indique si los esquemas corresponden a la célula procariota, eucariota animal o eucariota vegetal.
B- profase, D- metafase, C- anafase, A- telofase y citocinesis.
En el esquema C está representado cromosomas, microtúbulos y centríolos.
Se trata de una célula animal, ya que presenta centríolos, no tiene pared celular y la división es por el proceso de citocinesis.
b) ¿Cuál es la finalidad de este proceso en su conjunto? ¿Qué significado biológico tiene?, ¿en qué células tiene lugar?
Su finalidad es la división celular en dos células hijas con la misma información genética que la célula madre.
Su significado biológico es el de mantener el número de cromosomas característico y el crecimiento de la especie.
La división celular tiene lugar en células somáticas vegetales y animales.
70. ¿Qué células del cuerpo humano son diploides y cuáles haploides? Explique la diferencia entre cromátidas hermanas y cromosomas homólogos. Explique por qué, desde el punto de vista evolutivo, la reproducción sexual tiene ventajas con respecto a la asexual.
Todas las células somáticas son diploides y las germinales (gametos) son haploides.
Las cromátidas hermanas tienen la misma información genética mientras que los cromosomas homólogos no.
La reproducción sexual tiene ventajas con respecto a la asexual porque aumenta la variabilidad genética.
La variabilidad genética se genera en la reproducción sexual con la recombinación genética que es el intercambio de segmentos cromosómicos, las cromátidas de los dos cromosomas homólogos, materno y paterno, se entrecruzan e intercambian fragmentos, como resultado de ello, las dos cromátidas de cada homólogo ya no son completamente idénticas.
71. Indica razonadamente si el ADN de una célula de la piel de un individuo contendrá la misma información genética que una célula del hígado. ¿Sintetizan las dos células las mismas proteínas? Razone las respuestas.
Sí, pues todas las células de un organismo pluricelular contienen la misma información genética, por el hecho de ser células diferentes contendrán proteínas comunes para las funciones comunes y proteínas específicas para las funciones específicas de cada una de ellas.
72. Defina los siguientes componentes de la célula e indique una función de cada uno de ellos: nucléolo, vacuola, aparato de Golgi y cloroplasto.
Nucléolo, es una estructura esférica, visible en el interior del núcleo interfásico cuya función principal es la síntesis y ensamblaje de las subunidades ribosómicas.
Vacuola, es un orgánulo citoplasmático rodeado de membrana con un elevado contenido hídrico, una de sus funciones sería la de contribuir al mantenimiento de la turgencia.
Aparato de Golgi, forma parte del sistema membranoso celular y está constituido por un conjunto de sáculos o cisternas apilados y relacionados entre sí, los dictiosomas, una de sus funciones sería la de transporte y secreción de proteínas y lípidos.
Cloroplasto, forma parte de un conjunto de orgánulos característicos de las células eucariotas vegetales que se denominan plastos, rodeados por una doble membrana.
73. Defina los siguientes componentes de la célula e indique una función de cada uno de ellos: pared celular, membrana plasmática, retículo endoplasmático y lisosoma.
Pared celular, es una envoltura gruesa y rígida que rodea a las células vegetales. Función, dar rigidez a la célula e impedir su ruptura.
Membrana plasmática, es una delgada lámina que envuelve a la célula y la separa del medio externo. Función, mantener estable el medio intracelular.
Retículo endoplasmático, es un complejo sistema de sáculos y túbulos aplanados conectados entre sí, que delimitan un espacio interno del retículo. Función, síntesis de proteínas y lípidos destinados a la secreción y/o a la renovación de las estructuras celulares.
Lisosoma, son pequeñas vesículas que contienen una gran variedad de enzimas hidrolíticas. Función, digestión celular.
74. El agua y las sustancias apolares atraviesan fácilmente la membrana plasmática, mientras que las sustancias polares lo hacen con más dificultad. Explique razonadamente la causa.
Esto se debe a que las sustancias apolares se disuelven en los lípidos de la membrana y la atraviesan por difusión simple mientras que las sustancias polares como no se disuelven en los lípidos necesitan la ayuda de un transportador que suele ser una proteína intrínseca y la atraviesan la membrana por difusión facilitada.
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