Examen de Biología Selectividad Cataluña 2021 · Juny Serie 5

BLOC 1

Exercici 1

L’any 1963 es va estrenar la pel·lícula The birds, dirigida per Alfred Hitchcock. En aquest intrigant film, algunes espècies d’ocells es comporten d’una manera agressiva envers els humans. Es creu que Hitchcock es va inspirar en dos episodis que havien tingut lloc a Califòrnia l’any 1961, en què alguns ocells marins van mostrar comportaments estranys. Anys després, arran d’altres situacions similars, s’ha relacionat aquest comportament dels ocells amb intoxicacions per àcid domoic, una toxina produïda per determinades algues del fitoplàncton.

1. La xarxa tròfica següent mostra algunes de les espècies dels ecosistemes costaners de Califòrnia. [1 punt]

A quin nivell tròfic pertanyen les algues filamentoses? I els pops? A quins nivells tròfics poden pertànyer els seitons? Justifiqueu les respostes.

Espècie · Nivell tròfic o nivells tròfics als quals pertanyen · Justificació

Algues filamentoses

Pops

Seitons

BLOC 1

Exercici 1

L’any 1963 es va estrenar la pel·lícula The birds, dirigida per Alfred Hitchcock. En aquest intrigant film, algunes espècies d’ocells es comporten d’una manera agressiva envers els humans. Es creu que Hitchcock es va inspirar en dos episodis que havien tingut lloc a Califòrnia l’any 1961, en què alguns ocells marins van mostrar comportaments estranys. Anys després, arran d’altres situacions similars, s’ha relacionat aquest comportament dels ocells amb intoxicacions per àcid domoic, una toxina produïda per determinades algues del fitoplàncton.

2.

Els àtoms de carboni de l'àcid domoic sintetitzat pel fitoplàncton, com totes les biomolècules dels organismes fotosintètics, procedeixen del diòxid de carboni atmosfèric. Aquest carboni passa per diferents vies metabòliques fins que, a partir d'un intermediari del cicle de Krebs, es forma l'àcid domoic. Completeu la taula inferior indicant, en ordre, per quines de les vies metabòliques (cicle de Krebs, fosforilació oxidativa, oxidació $\beta$, glicòlisi, síntesi d'àcid domoic, síntesi de midó, cicle de Calvin, fase lluminosa de la fotosíntesi) passa el carboni del $\text{CO}_2$ atmosfèric fins a formar part de l'àcid domoic, de quin tipus de via (anabòlica o catabòlica) es tracta i quina és la localització cel·lular de cadascuna. [1 punt]

Número d'ordre de la via metabòlica

Via metabòlica

Tipus de via (anabòlica o catabòlica)

Localització cel·lular

1

2

3

4

Síntesi d'àcid domoic

Matriu dels mitocondris

BLOC 1

Exercici 1

L’any 1963 es va estrenar la pel·lícula The birds, dirigida per Alfred Hitchcock. En aquest intrigant film, algunes espècies d’ocells es comporten d’una manera agressiva envers els humans. Es creu que Hitchcock es va inspirar en dos episodis que havien tingut lloc a Califòrnia l’any 1961, en què alguns ocells marins van mostrar comportaments estranys. Anys després, arran d’altres situacions similars, s’ha relacionat aquest comportament dels ocells amb intoxicacions per àcid domoic, una toxina produïda per determinades algues del fitoplàncton.

3. Les intoxicacions per àcid domoic poden causar la mort de mamífers i d'ocells marins. En aquests animals, la sensibilitat a l'àcid domoic és un caràcter hereditari. En relació amb aquest fet, un diari local de Califòrnia ( The Monterrey Times) va publicar el text següent, que conté tres errades. Detecteu-les i justifiqueu, en cada cas, per què el que s'hi diu és incorrecte. [1 punt]

Les algues assassines

Els ocells i els mamífers marins poden morir per intoxicació per àcid domoic procedent de les algues del fitoplàncton. No tots els individus són igualment sensibles a l'àcid domoic, a causa de la variabilitat genètica existent en les poblacions. La variabilitat genètica d'aquest caràcter adquirit s'origina per selecció natural. D'aquesta manera, la presència d'àcid domoic fa que els ocells i els mamífers marins s'adaptin i es tornin resistents a aquest àcid. En les poblacions exposades a l'àcid domoic, els individus més sensibles a aquest àcid són els que transmeten aquest caràcter a les generacions següents.

Errada del text · Per què el que s'hi diu és incorrecte?

Exercici 2

La microbiota intestinal pot patir desequilibris a causa de dietes pobres en fibra o de l'ús d'antibiòtics. Aquest estat de desequilibri rep el nom de disbiosi, i estudis recents demostren que està relacionat amb trastorns digestius (com ara la diarrea), immunitaris, metabòlics i fins i tot del sistema nerviós. Una de les maneres de restablir l'equilibri de les colònies de bacteris beneficiosos al nostre intestí és prendre probiòtics.

En la taula següent es mostra la composició d'un probiòtic:

Composició · Milions per càpsula

Lactobacillus rhamnosus · 3 000

Lactobacillus paracasei · 1 880

Lactobacillus acidophilus · 750

Bifidobacterium bifidum · 370

1. Els bacteris del gènere Lactobacillus obtenen l'energia a partir de la fermentació de glícids (o glúcids).

[1 punt]

a)

A quin tipus metabòlic pertanyen aquests bacteris en funció de la seva font de carboni i de la seva font d'energia? Justifiqueu-ho.

b)

Algunes espècies de Lactobacillus es fan servir per a produir iogurt mitjançant la fermentació làctica. Escriviu la reacció general de la fermentació làctica i la seva localització cel·lular.

Exercici 2

La microbiota intestinal pot patir desequilibris a causa de dietes pobres en fibra o de l'ús d'antibiòtics. Aquest estat de desequilibri rep el nom de disbiosi, i estudis recents demostren que està relacionat amb trastorns digestius (com ara la diarrea), immunitaris, metabòlics i fins i tot del sistema nerviós. Una de les maneres de restablir l'equilibri de les colònies de bacteris beneficiosos al nostre intestí és prendre probiòtics.

En la taula següent es mostra la composició d'un probiòtic:

Composició · Milions per càpsula

Lactobacillus rhamnosus · 3 000

Lactobacillus paracasei · 1 880

Lactobacillus acidophilus · 750

Bifidobacterium bifidum · 370

2. Totes les espècies d'aquest probiòtic són grampositives.

[1 punt]

a)

A partir d'un cultiu de microbiota intestinal s'aïllen quatre espècies amb característiques diferents. Escriviu a quin número de la taula següent corresponen els bacils del gènere Lactobacillus i justifiqueu-ho.

Número

Color tinció de Gram

Forma

1

violeta

arrodonida

2

violeta

allargada

3

rosa

arrodonida

4

rosa

allargada

b)

Un alumne de segon de batxillerat va patir una infecció causada per Streptococcus pneumoniae (un altre bacteri grampositiu) i va prendre penicil·lina durant deu dies. Una setmana després d'acabar el tractament la infecció havia desaparegut, però llavors tenia diarrees. Un amic li va recomanar que prengués el probiòtic que es descriu a l'enunciat. Justifiqueu, fent referència a l'acció de l'antibiòtic, per què prendre un probiòtic pot solucionar les diarrees d'aquest noi.

Exercici 2

La microbiota intestinal pot patir desequilibris a causa de dietes pobres en fibra o de l'ús d'antibiòtics. Aquest estat de desequilibri rep el nom de disbiosi, i estudis recents demostren que està relacionat amb trastorns digestius (com ara la diarrea), immunitaris, metabòlics i fins i tot del sistema nerviós. Una de les maneres de restablir l'equilibri de les colònies de bacteris beneficiosos al nostre intestí és prendre probiòtics.

En la taula següent es mostra la composició d'un probiòtic:

Composició · Milions per càpsula

Lactobacillus rhamnosus · 3 000

Lactobacillus paracasei · 1 880

Lactobacillus acidophilus · 750

Bifidobacterium bifidum · 370

3. A la base dels trastorns derivats de la disbiosi hi ha el que s'anomena un estat inflamatori sistèmic de baix grau. Mentre té lloc un procés inflamatori, augmenta molt la concentració d'algunes proteïnes al plasma, com és el cas de la proteïna C reactiva. [1 punt]

a)

La proteïna C reactiva s'anomena així perquè té la capacitat d'unir-se a la proteïna C dels pneumococs. Aquesta unió afavoreix la fixació de les proteïnes del complement. Expliqueu què és el sistema del complement i esmenteu una de les seves funcions.

b)

La proteïna C reactiva s'utilitza com a marcador d'inflamació. Uns nivells alterats d'aquesta proteïna poden indicar una inflamació de baix grau. Escriviu el nom de dues cèl·lules implicades en el procés inflamatori i expliqueu quina és la funció de cadascuna.

Nom de la cèl·lula · Funció

Exercici 3

La pesta porcina africana (PPA) és provocada per un virus que afecta senglars ( Sus scrofa) i una subespècie del senglar, el porc domèstic ( Sus scrofa domestica). La mortalitat i la gravetat de la malaltia varien segons la soca del virus que ha provocat la infecció. Les soques molt virulentes poden causar una mortalitat del 100 % dels porcs. En canvi, la mortalitat per soques de poca virulència és inferior al 10 %.

1. La mida mitjana del virus que causa la PPA és de 200 nm. La fotomicrografia següent mostra tres virus de la PPA. [1 punt]

a)

Calculeu a quants augments s'ha obtingut aquesta imatge. Especifiqueu els càlculs que heu fet per obtenir el resultat.

b)

La figura següent representa la replicació del virus de la PPA en una cèl·lula de porc. Escriviu a la taula el nom de les fases indicades amb números en el dibuix i expliqueu en què consisteix cadascuna.

Nom de la fase

Explicació

1

2

3

Exercici 3

La pesta porcina africana (PPA) és provocada per un virus que afecta senglars ( Sus scrofa) i una subespècie del senglar, el porc domèstic ( Sus scrofa domestica). La mortalitat i la gravetat de la malaltia varien segons la soca del virus que ha provocat la infecció. Les soques molt virulentes poden causar una mortalitat del 100 % dels porcs. En canvi, la mortalitat per soques de poca virulència és inferior al 10 %.

2. El virus de la PPA té un embolcall extern format per diferents tipus de lípids. La molècula següent correspon a un d'aquests lípids. [1 punt]

Responeu a les qüestions següents:

1:

2:

3:

1:

2:

3:

Exercici 3

La pesta porcina africana (PPA) és provocada per un virus que afecta senglars ( Sus scrofa) i una subespècie del senglar, el porc domèstic ( Sus scrofa domestica). La mortalitat i la gravetat de la malaltia varien segons la soca del virus que ha provocat la infecció. Les soques molt virulentes poden causar una mortalitat del 100 % dels porcs. En canvi, la mortalitat per soques de poca virulència és inferior al 10 %.

Exercici 3

3. Actualment no disposem de cap vacuna contra la PPA, però diversos grups de recerca treballen per obtenir-ne una. El procediment i els resultats d'un dels experiments efectuats al Centre de Recerca en Sanitat Animal de l'Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries (IRTA-CReSA), que es troba a Cerdanyola del Vallès, són els següents:

[1 punt]

Es van obtenir virus atenuats a partir d'una soca molt virulenta del virus de la PPA. (Els virus atenuats són menys virulents que els de la soca de la qual provenen.)

A un grup de 6 porcs ( grup A) els van administrar virus atenuats de la PPA. Tots aquests porcs van presentar signes lleus de la malaltia i van desenvolupar anticossos contra aquest virus. Transcorregudes 4 setmanes, se'ls administraren virus de la soca molt virulenta de la PPA. Alguns porcs van presentar signes lleus de la malaltia durant un o dos dies. Tots van sobreviure i van desenvolupar anticossos contra aquest virus.

A un altre grup de 3 porcs ( grup B) que mai no havien estat infectats per cap virus de la PPA, els van administrar virus de la soca molt virulenta de la PPA. Tots els porcs van presentar signes greus de la malaltia i van morir al cinquè dia.

Responeu a les qüestions següents:

Exercici 4

El març del 2018 la revista Investigación y Ciencia va publicar un article sobre el cas de Ken Martin, un granger de Michigan afectat d'hemofília. Aquesta malaltia és causada per una mutació en un gen del cromosoma X que codifica el factor VIII, una proteïna essencial en el procés de coagulació de la sang. Els malalts d'hemofília no tenen aquesta proteïna funcional.

1. En Ken té dos fills i una filla, i cap dels tres no és hemofílic. Sabem que la mare d'aquests tres fills ni és hemofílica ni és portadora de l'al·lel mutat. Si aquesta parella té un altre fill, quina és la probabilitat que sigui un noi hemofílic? Justifiqueu la resposta completant la taula que hi ha a continuació. [1 punt]

Exercici 4

El març del 2018 la revista Investigación y Ciencia va publicar un article sobre el cas de Ken Martin, un granger de Michigan afectat d'hemofília. Aquesta malaltia és causada per una mutació en un gen del cromosoma X que codifica el factor VIII, una proteïna essencial en el procés de coagulació de la sang. Els malalts d'hemofília no tenen aquesta proteïna funcional.

2. Per tractar la malaltia, en Ken va començar a prendre un medicament (un biofàrmac) que imita el factor VIII de la sang. No obstant això, va haver de deixar el tractament perquè el seu cos va començar a produir anticossos contra aquest fàrmac, també anomenats ADA, de l'anglès anti-drug antibodies. [1 punt]

a)

En el dibuix següent es mostra el mecanisme pel qual el biofàrmac desencadena la generació d'ADA. Completeu la taula amb els noms de les cèl·lules o molècules que apareixen en el dibuix.

#

Nom de la cèl·lula o molècula

1

2

3

4

5

b)

Aquest mecanisme correspon a una resposta immunitària específica o inespecífica? Justifiqueu la resposta.

Exercici 5

La lactasa és l'enzim que catalitza la hidròlisi de la lactosa i la converteix en galactosa i glucosa.

1. A continuació es mostren les fórmules de diferents glícids (o glúcids): [1 punt]

a)

Completeu la taula següent amb els números que corresponen a les fórmules de la lactosa, la galactosa i la glucosa.

Biomolècula · Número de la fórmula

Lactosa

Galactosa

Glucosa

b)

Escriviu la reacció catalitzada per la lactasa i indiqueu el nom de l'enllaç que hidrolitza aquest enzim.

Exercici 5

La lactasa és l'enzim que catalitza la hidròlisi de la lactosa i la converteix en galactosa i glucosa.

2. Per comprovar experimentalment l'activitat de la lactasa, uns quants alumnes de batxillerat han comprat a la farmàcia una capsa de pastilles de lactasa (indicades per a les persones intolerants a la lactosa) i tires reactives que detecten la glucosa (que canvien de color només en presència d'aquest sucre).

Al laboratori de l'institut, cinc alumnes han dut a terme, cadascun d'ells, l'experiment següent:

Triturar la pastilla de lactasa fins a obtenir lactasa en pols i immobilitzar-la en unes esferes d'alginat de sodi. (Això es fa perquè la lactasa pugui actuar millor.)

Posar les esferes d'alginat amb lactasa dins d'una xeringa de plàstic fixada verticalment a un suport.

Afegir per la part superior de la xeringa una solució de lactosa amb una concentració semblant a la que es troba a la llet.

Recollir en un vas de precipitats la solució de lactosa un cop ha passat per la xeringa i posar dins del vas la tira reactiva.

Uns altres cinc alumnes han fet, cadascun d'ells, el mateix muntatge però sense utilitzar pastilles de lactasa. Senzillament, han preparat esferes d'alginat de sodi i les han posat en una xeringa.

Els resultats han estat els següents:

En els cinc muntatges en què la solució de lactosa ha passat a través d'esferes d'alginat amb lactasa, la tira reactiva ha canviat de color.

En els cinc muntatges en què la solució de lactosa ha passat a través d'esferes d'alginat sense lactasa, la tira reactiva no ha canviat de color.

a)

Completeu la taula següent, relativa a l'experiment:

b)

Un altre alumne ha proposat modificar el disseny experimental i detectar la glucosa en la solució de lactosa amb la prova de Fehling, en lloc d'utilitzar les tires reactives. Discutiu la validesa d'aquesta proposta.

Exercici 6

Llegiu la notícia següent:

Un espectacle de llum inèdit als camps gironins

Aquest estiu una llum inusualment intensa va captar l'atenció dels veïns del Gironès i el Baix Empordà. L'explicació del misteri eren unes cuques de llum que no es comportaven de la manera habitual. La llum que es detectava no era a terra o als arbustos, sinó que es movia a gran velocitat per l'aire. Finalment, s'ha comprovat que procedia d'una espècie de cuques de llum voladores ( Photinus pyralis), fins ara inexistent a Catalunya.

Adaptació feta a partir d'un text publicat al diari Ara (6 octubre 2018)

1. Aquestes cuques de llum voladores ( Photinus pyralis) provenen d'Amèrica i, com les cuques no voladores autòctones de Catalunya ( Lampyris noctiluca), s'alimenten de cargols. A Amèrica també hi viu un tercer tipus de cuca de llum, Photuris lucicrescens, que emet llum per enganyar i atreure els mascles de l'espècie Photinus pyralis, dels quals s'alimenta. [1 punt]

a)

Com que a Catalunya no hi ha Photuris lucicrescens, els científics creuen que aquí la població de Photinus pyralis augmentarà ràpidament durant els propers anys, fet que afectarà els nostres ecosistemes.

b)

El creixement de la població de Photinus pyralis durant els propers anys podria tenir conseqüències sobre la població de Lampyris noctiluca, la cuca de llum autòctona.

Exercici 6

Llegiu la notícia següent:

Un espectacle de llum inèdit als camps gironins

Aquest estiu una llum inusualment intensa va captar l'atenció dels veïns del Gironès i el Baix Empordà. L'explicació del misteri eren unes cuques de llum que no es comportaven de la manera habitual. La llum que es detectava no era a terra o als arbustos, sinó que es movia a gran velocitat per l'aire. Finalment, s'ha comprovat que procedia d'una espècie de cuques de llum voladores ( Photinus pyralis), fins ara inexistent a Catalunya.

Adaptació feta a partir d'un text publicat al diari Ara (6 octubre 2018)

2. Les cuques de llum emeten llum gràcies a un enzim anomenat luciferasa. Alguns laboratoris estan emprant tècniques d'enginyeria genètica per a obtenir vegetals capaços d'emetre llum. L'esquema mostra simplificadament la tècnica emprada:

Completeu la taula següent explicant els processos senyalats amb números en l'esquema anterior. [1 punt]

#

Explicació del procés

1

2

3

4

5

6

7

8